[發明專利]一種用于載波相位單差時間傳遞的精確模糊度固定方法

在審

• 申請號: 202310092496.9
• 申請日: 2023-01-29
• 公開（公告）號: CN116338752A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 施闖;宋偉;鄭福;王浩源
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44;G01S19/25
• 代理公司: 北京新科華領知識產權代理事務所(普通合伙) 16115
• 代理人: 王麗

本發明屬于衛星導航高精度時頻傳遞技術領域，提出了一種用于載波相位單差時間傳遞的精確模糊度固定方法，首先基于時間主站和用戶站的衛星觀測數據，建立雙差數學模型進行解算，獲得雙差模糊度的浮點解和對應的方差陣，并進行雙差模糊度固定，其次基于雙差模糊度固定解獲得的基線解，選定參考衛星，通過偽距單差解算接收機鐘差，并估計該顆衛星站間單差模糊度的基準值，進而反算出所有衛星的站間單差模糊度，再后將反算出的單差模糊度代入到站間單差載波相位觀測方程，求解載波相位鐘差參數，得到偽距和載波相位鐘差的時延偏差，并對其時延進行補償，最后通過寬巷模糊度檢測和聚類法確定時間傳遞基準，實現基于載波相位單差的精準時間傳遞。

技術領域

本發明屬于衛星導航高精度時頻傳遞技術領域，具體涉及一種用于載波相位單差時間傳遞的精確模糊度固定方法。

背景技術

基于衛星導航系統的時間傳遞方法因連續性好、成本低、全天候等特點成為高精度時間傳遞的重要手段之一，共視法(CV)作為一種經典的站間單差時間傳遞方法，是一種基于偽距觀測的時間傳遞手段，而基于載波相位觀測的衛星時間傳遞方法主要有基于非差的精密單點定位法(PPP)和載波相位單差法(SD)，由于載波相位觀測精度比偽距觀測提高兩個量級，因此基于載波相位觀測值的時間傳遞技術成為當前的主流技術。

相對于PPP時間傳遞，利用載波相位單差法存在三個優勢，一是采用差分模式，觀測值中很多誤差可以進行高效處理，無需復雜的誤差模型修正；二是在短距離基線場景下，載波相位單差法不需要實時精密星歷，更加方便實時應用；三是載波相位單差法相比PPP方法，可實現快速時頻傳遞，在動態場景下更靈活。

但實現上述時頻傳遞性能的前提是實現單差模糊度固定，不同于雙差模糊度，單差模糊度受接收機端信號時延偏差的影響，難以精確固定，在時頻終端啟動時或者信號中斷恢復時，單差模糊度一旦固定出錯，至少導致超過0.5納秒的偏差，極大的限制了載波相位單差方法在高精度時頻傳遞的應用，如何充分利用衛星導航多頻點觀測信息，實現精確的單差模糊度固定，對高精度時頻傳遞、推廣北斗高精度時頻創新應用具有重要意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于載波相位單差時間傳遞的精確模糊度固定方法，以解決現有技術中的問題，為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：

一種用于載波相位單差時間傳遞的精確模糊度固定方法，包括如下步驟：

數據輸入時，衛星觀測模型采用偽距與載波相位觀測方程，如公式(1)(2)所示：

其中，i代表接收機，s代表衛星，代表衛星到接收機的偽距觀測值，代表載波相位觀測值的測距，代表衛星到接收機的載波相位觀測值，λ代表載波波長，代表衛星到接收機的幾何距離，c代表光速，

_i代表接收機鐘差，δt^s代表衛星鐘差，代表對流層延遲，代表電離層延遲，代表整周模糊度，d_i代表接收機內部時間延遲，代表偽距觀測噪聲，代表載波相位觀測噪聲；

當A和B兩接收機采用同一頻率偽距和載波相位觀測同一顆衛星時，將A接收機和B接收機的偽距和載波相位觀測方程做差，得到偽距和載波相位單差觀測方程，如公式(3)和公式(4)所示：

利用偽距單差觀測方程(3)進行時間傳遞，當A、B在短基線時，確定接收機內部硬件時延，得到接收機兩接收機偽距相對鐘差δt_A-t_B，單差載波相位觀測方程公式(4)中固定單差模糊度在進行載波相位單差時頻傳遞時，利用已求得的偽距鐘差代入公式(4)并在一段歷元內做平均，求得參考星的單差模糊度，再通過已知的雙差模糊度，恢復出其他衛星的單差模糊度，如下公式所示：