[发明专利]用于局域增强系统的码载一致性检测方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航领域，涉及卫星导航领域的局域增强系统，特别是一种应用于卫星导航局域增强系统的码载一致性检测方法。

背景技术

卫星导航局域增强系统是一个地基差分系统，通过地面差分站发播卫星差分数据，用户将差分数据用于解算来获得高精度的导航参数，如速度、位置和时间。该系统采用的差分技术是利用多个参考接收机测量的位置信息或距离信息及其他导航信息的相关性能消除大部分卫星钟误差、星历误差及大气延迟误差，大大提高了导航定位精度。普遍认为，它可以满足非精密进近以及I、II直至III类精密进近着陆要求。

在卫星信号传递的过程中存在电离层、对流层折射引起的信号时延，在信号接收的过程中还存在由于天线周围障碍物环境和地面环境造成的多路径信号干扰和其他射频信号干扰，在接收机解调导航信号的过程中还存在接收机的噪声干扰，由于为用户播发导航数据的卫星处于高空之中，其广播信号在传播到地面或近地面的时候信号强度已经非常微弱，更加剧了上述因素造成的传播延迟、观测精度下降等问题，这些对卫星导航局域增强系统完好性将产生非常大的影响。

局域增强系统的信号质量监测关注的就是卫星信号在传播和解调过程中存在的对定位精度有影响的各种误差源，其中最主要的一种方法就是码载一致性检测方法。码载一致性检测指的是通过对码载偏离度的变化率进行分析评估以检验接收机获取的码伪距观测量和载波相位观测量的一致性的方法，码载偏离度变化率包含了电离层延迟的变化率、天线多径残留的变化率以及接收机噪声残留，在对码载偏离度变化率进行评估的过程中，可以完成上述信号质量阶段最关键的三种误差来源的评估检测，从而为系统完好性服务提供保障。

目前国内外对码载一致性检测的研究并不多见，国内对码载一致性的研究处于起步阶段，没有成型的技术方法，而国外也只有少数研究机构有一定的深入研究，且在对码载偏离度进行估计的时候通常采用GMA(Geometric Moving Averaging)方法，这种方法得到的码载偏离度数据存在较为明显的时间延迟，而且精度也不太高，同时只能将之作为一个整体进行评估检验，无法分离电离层延迟、天线多径延迟和接收机噪声残留，因此在实际应用中无法满足更高条件的完好性要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种用于局域增强系统的码载一致性检测方法，该方法引入小波分析技术，通过小波分解与重构对码载偏离度变化率数据进行平滑，以有效减小检测延迟、提高检测精度，同时根据码载偏离度变化率数据三种误差组成的频率特性，将电离层延迟变化率、天线多径延迟变化率和接收机噪声残留变化率三种误差分量分离出来，并据此对卫星导航信号是否存在电离层异常、天线多径异常以及接收机噪声异常现象进行完整的检测，为局域增强系统提供更高等级的完好性服务。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于卫星导航局域增强系统码载一致性检测的方法，包括以下步骤：

(1)获取历元k上的码伪距观测量和载波相位观测量利用周跳检验算法检验载波相位观测量中是否存在周跳，如果存在则消除周跳，得到无周跳的载波相位观测量；

(2)利用历元k上无周跳的载波相位观测量和码伪距观测量计算码载偏离度数值：

Z_CMC(k)＝2d_iono(k)+d_code-mp(k)+d_rn(k)-IA，

其中，d_iono(k)为历元k上码伪距中电离层延迟误差，d_code-mp(k)为历元k上码伪距中多径延迟误差，d_rn(k)为历元k上接收机噪声残留，IA表示整周模糊度的误差；

(3)利用历元k上的码载偏离度数值Z_CMC(k)和上一历元k-1上的码载偏离度数值Z_CMC(k-1)，计算码载偏离度变化率：

DEV_P-C(k)＝Z_CMC(k)-Z_CMC(k-1)＝2d_iono(k)+d_{code_mp}(k)+d_rn(k)，