一種不受glonass碼頻間偏差影響的實時精密衛(wèi)星鐘差估計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星大地測量及導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不受GLONASS碼頻 間偏差影響的實時精密衛(wèi)星鐘差估計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高精度的實時衛(wèi)星鐘差改正是支持實時精密單點定位（Real-TimePrecise PointPositioning，RT-PPP)技術(shù)的關(guān)鍵。由于星載原子鐘易受頻率穩(wěn)定性、環(huán)境溫度變 化等因素影響，IGS及其分析中心提供的超快速衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品在數(shù)小時內(nèi)的預(yù)報精度可能 下降至數(shù)個ns水平，無法滿足RT-PPP的要求。一般利用全球或局域跟蹤站網(wǎng)絡(luò)提供的實 時非差載波相位和偽距觀測值，在固定測站位置和IGS超快星歷提供預(yù)報軌道的前提下進 行衛(wèi)星鐘差的實時估計?；贕PS/GL0NASS組合的RT-PPP需同時提供高精度的實時GPS 和GLONASS衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品。2013年4月1日，IGS正式推出可提供實時衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘 差產(chǎn)品的RTS(Real-timeService)服務(wù)；該項服務(wù)目前正處于測試階段，且僅能提供實時 GPS衛(wèi)星鐘差改正產(chǎn)品。迄今為止，IGS尚未提供官方的GLONASS精密衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品，僅有 ES0C、IAC、GFZ及NRCan四個分析中心提供事后的精密衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品。隨著GLONASS系統(tǒng) 的逐步恢復(fù)，全球GLONASS跟蹤站網(wǎng)分布較以往有顯著增加，已具備提供實時GLONASS精密 衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品的基礎(chǔ)。
[0003]與GPS不同，當前的GLONASS系統(tǒng)使用頻分多址（frequencydivisionmultiple access，F(xiàn)DMA)區(qū)分來自不同衛(wèi)星的信號，由此在接收機內(nèi)部會產(chǎn)生因通道頻率而異的硬件 延遲偏差項（inter-channelbias,ICB)，又稱為頻間偏差（inter-frequnencybias,IFB)。 已有研究表明，GLONASS碼頻間偏差在不同頻率通道間的差異可達數(shù)米，且與接收機類型、 固件版本、天線類型等因素有關(guān)。在聯(lián)合GPS/GL0NASS進行衛(wèi)星鐘差估計時，需估計兩個接 收機鐘差項，即GPS接收機鐘差和GLONASS接收機鐘差；若GPS與GLONASS衛(wèi)星鐘差采用的 時間參考基準不同，則還應(yīng)考慮二者的系統(tǒng)時間偏差?，F(xiàn)有技術(shù)一般通過引入"系統(tǒng)時差" 參數(shù)，將GLONASS接收機鐘差表達成GPS接收機鐘差與系統(tǒng)時差之和的形式。對于GPS接 收機碼硬件延遲，由于所有GPS衛(wèi)星信號采用相同固定頻率，該延遲將由GPS接收機鐘差吸 收；對于GLONASS接收機碼硬件延遲，碼頻間偏差因頻率不同而存在差異，因而引入的系統(tǒng) 時差將僅吸收接收機GLONASS碼硬件延遲的公共部分。因此，"系統(tǒng)時差"參數(shù)將由三部分 組成，即：GPS與GLONASS的系統(tǒng)時間偏差、GLONASS接收機碼平均延遲及需扣除的GPS接收 機碼延遲。顯然，現(xiàn)有技術(shù)在進行衛(wèi)星鐘差估計函數(shù)建模中并未考慮GLONASS碼頻間偏差 的影響；GLONASS碼頻間偏差一部分會被估計的GLONASS衛(wèi)星鐘差吸收，殘余部分將體現(xiàn)在 碼偽距觀測值殘差中。在進行衛(wèi)星鐘差估計時，由于相位模糊度參數(shù)的存在，高精度的相位 觀測值僅決定衛(wèi)星鐘差在歷元間的精確變化，而偽距觀測值對鐘差解的主要貢獻在于提供 所估計鐘差的時間參考基準。GPS/GL0NASS精密衛(wèi)星鐘差的聯(lián)合實時估計，一般利用來自全 球或區(qū)域分布的GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)實時觀測數(shù)據(jù)流；對于每顆GLONASS衛(wèi)星的鐘差估值，在 不同歷元間所參與求解的測站可能并不相同?，F(xiàn)有技術(shù)并未考慮GLONASS碼偽距觀測值中 的頻間偏差項，這將導(dǎo)致不同參考站碼偽距確定的衛(wèi)星鐘差參考基準很難收斂至穩(wěn)定值。 在扣除衛(wèi)星鐘常數(shù)偏差后，各參考站碼頻間偏差的綜合影響將會使GLONASS衛(wèi)星鐘差估值 出現(xiàn)較大范圍的波動，從而導(dǎo)致GLONASS實時衛(wèi)星鐘差估計精度的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】中所涉及的缺陷，提供一種不受 GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛(wèi)星鐘差估計方法。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種不受GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛(wèi)星鐘差估計方法，包括以下步 驟：
[0007] 步驟1)，獲取來自GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)的實時GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)；
[0008] 步驟2)，對步驟1中獲取的GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)進行實時周跳探測，并對發(fā)生 周跳的歷元進行標記；
[0009] 步驟3)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)，分別組 成消電離層組合觀測值；
[0010] 步驟4)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)，分別建 立GPS、GLONASS衛(wèi)星觀測方程，其中將GLONASS接收機碼頻間偏差參數(shù)與系統(tǒng)時差參數(shù)進 行合并，為每顆觀測的GLONASS衛(wèi)星均設(shè)置一個獨立時頻偏差參數(shù)；
[0011] 步驟5)，從IGS最新公布的SINEX文件中提取各GNSS參考站位置坐標；從IGS超 快星歷提供的預(yù)報軌道提取當前觀測歷元的衛(wèi)星位置坐標；對觀測方程中的各項誤差源進 行建模改正；選定一個配備穩(wěn)定頻標的GNSS參考站，將其接收機鐘作為參考鐘；
[0012] 步驟6)，將所有參與解算GNSS參考站的GPS/GL0NASS衛(wèi)星觀測方程線性化，并表 示成矩陣形式；
[0013] 步驟7)，引入附加約束條件，即假定每個測站所有待估"時頻偏差"之和為0 ;
[0014] 步驟8)，采用擴展卡爾曼濾波方法進行參數(shù)估計；其中，對標記為發(fā)生周跳的歷 元，將模糊度參數(shù)重置后再進行擴展卡爾曼濾波估計；
[0015] 步驟9)，輸出實時衛(wèi)星鐘差結(jié)果。
[0016] 作為本發(fā)明一種不受GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛(wèi)星鐘差估計方法進 一步的優(yōu)化方案，步驟3)中對于測站r、GPS衛(wèi)星i組成消電離層組合觀測值的計算公式 為：
【主權(quán)項】
1. 一種不受GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛(wèi)星鐘差估計方法，其特征在于，包 括以下步驟： 步驟1)，獲取來自GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)的實時GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)； 步驟2)，對步驟1中獲取的GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)進行實時周跳探測，并對發(fā)生周跳 的歷元進行標記； 步驟3)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)，分別組成消 電離層組合觀測值； 步驟4)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數(shù)據(jù)，分別建立GPS、GLONASS衛(wèi)星觀測方程，其中將GLONASS接收機碼頻間偏差參數(shù)與系統(tǒng)時差參數(shù)進行合并， 為每顆觀測的GLONASS衛(wèi)星均設(shè)置一個獨立時頻偏差參數(shù)；