[发明专利]一种基于区域多参考站联合解算的卫星钟差实时估计方法

说明书

技术领域

本发明属于GNSS地面增强技术领域，特别是涉及一种区域GNSS网络的精密卫星钟差实时估计方法。

背景技术

高精度的卫星钟是导航定位系统的基础。当前，制约实时精密单点定位技术推广的重要因素仍然是精密卫星钟差解算精度及其发布周期。实时的卫星精密轨道产品可以从IGS超快速星历(IGU)获得，IGU星历每6h更新一次，轨道精度约为5cm，满足实时精密单点定位的要求。而IGU的预报钟差精度仅为3ns左右，引起的定位误差将会达到亚米级甚至米级，并且误差会随时间呈线性增长，当时间积累得较长时，导致定位的误差变大。近年来，实时PPP技术得到了长足的发展，如美国JPL已经开发了实时全球PPP系统；加拿大NRCan也开发了区域实时PPP系统，但其服务范围仅限于加拿大及其周边区域。

虽然IGS已于2013年4月1日开始提供实时的钟差产品服务(亚纳秒级精度)，但是由于网络通讯的局限，存在数据实时获取不方便，以及数据的可用性、完好性、连续性和可靠性不理想等问题。近年来，国内外学者对实时PPP的研究主要集中在利用IGS跟踪站进行钟差和大气参数反演以达到区域增强来进行定位，这种模式需要一个覆盖大片区域的GPS跟踪网络，观测数据通过通讯系统传输到控制中心，由控制中心统一负责实时解算，再通过通讯系统将数据播发给用户。目前，国内机构还不具备实时管理和处理大型IGS观测网的能力，不可能通过IGS站的数据来实时获取精密卫星钟差。此外，跟踪站之间的距离过远，也会影响数据的实时处理和系统的应用。因此，目前不可能通过IGS跟踪站的观测数据来获取实时的精密卫星钟差改正信息，开发自主的区域实时PPP系统很有必要，而精密卫星钟差的实时估计是其中重要的一环。

目前国内外学者利用IGS跟踪站反演的钟差产品与IGS最终精密钟差的互差都能达到0.2ns以内，但是利用CORS基站反演钟差的研究较少。随着我国CORS技术的快速发展和广泛应用，一些省市陆续建立了区域CORS网络，一种基于区域CORS的精密钟差估计应运而生，服务范围可以覆盖全网甚至网外的部分地区。基于网络RTK技术发展起来的CORS系统已经比较成熟，这就为精密单点定位技术的实时应用提供了另一个发展思路。精密卫星钟差一般通过区域或全球的GNSS观测网进行估计，然而随着观测数目的增加，估计参数的个数会以一定比例增长，这样就减缓了解算速度，影响了钟差估计的实时性。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种基于区域多参考站联合解算的卫星钟差实时估计方法，提高卫星钟差实时解算的速度。

技术方案：一种基于区域多参考站联合解算的卫星钟差实时估计方法，包括以下步骤：

步骤(1)，对参考站获取的观测文件数据进行预处理；

步骤(2)，对实时获取的IGU预报轨道进行插值计算，以匹配所述观测文件的采样间隔；

步骤(3)，固定卫星轨道参数、参考站坐标和对流层参数，并对误差模型改正；

步骤(4)，采用测量的精度为0.2～0.3mm的载波相位观测值，通过非差无电离层组合，得到多个参考站的卫星无电离层组合相位观测方程，并分别得到所述多个参考站对应的卫星无电离层组合相位观测值L；所述无电离层组合相位观测方程为：

L＝ρ+c·δ_r-c·δ+N+Trop+d_M+ε_Φ   (1)

式中，ρ为卫星与接收机之间的几何距离；δ_r、δ分别为接收机和卫星钟差；c为光速；N为无电离层组合的模糊度参数；Trop为对流层延迟改正；d_M为相对论效应、潮汐改正和相位缠绕等误差项的模型改正；ε_Φ为相位的观测噪声；

步骤(5)，在同一参考站同一历元中，对所述卫星无电离层组合相位观测值进行星间差分，得到星间差分无电离层组合的相位观方程，并得到星间差分无电离层组合的相位观测值ΔL；所述星间差分无电离层组合的相位观方程为：

ΔL＝Δρ-c·Δδ+ΔN+ΔTrop+Δd_M+Δε_Φ   (2)

式中，Δρ为站、星几何距离星间差；Δδ为钟差星间差，即相对钟差；c为光速；ΔN为星间差分模糊度参数；ΔTrop为星间差分对流层延迟改正；Δd_M为星间差分误差项模型改正；Δε_Φ为星间差分观测噪声；

遍历所述多个参考站，得到所述每个参考站对应的星间差分无电离层组合的相位观值；