[发明专利]基于单频导航原始观测量地面处理的高精度测定轨方法

说明书

本发明提供了一种基于单频导航原始观测量地面处理的高精度测定轨方法，其包括步骤一、获取原始观测量并下传、步骤二、准实时轨道动力学平滑处理、步骤三、事后单频精密定轨处理，星载导航接收机将实时获取的导航卫星原始观测量下传地面，地面采用准实时轨道动力学平滑处理和事后单频精密定轨处理方法，将卫星测定轨精度从10米量级提高到0.2米，成功解决了卫星自主测定轨精度低从而限制了卫星应用的问题，从地面处理上取得突破，取得了降低卫星复杂度、有效提高卫星测定轨精度、提高了卫星应用能力等有益效果，对于我国后续配置单频BDS、GPS接收机的卫星创造了一个新的提高测定轨精度的方法，该发明在本领域内应用将十分广泛。

技术领域

本发明涉及一种测定轨方法，具体地，涉及一种基于单频导航原始观测量地面处理的高精度测定轨方法。

背景技术

卫星上搭载高动态单频GPS(美国全球定位系统)、BDS(中国北斗卫星导航系统)接收机，能够实时获取GPS和BDS导航信号在第一频率上的测距码、载波相位和多普勒等观测值，同时根据接收到的导航电文信息利用原始观测量自主确定卫星位置和速度，但是，由于单频观测值中电离层延迟难以精确模型化，导航电文中发布的导航卫星轨道和钟差精度有限，星载接收机计算能力有限，实时定轨算法中难以考虑精确的观测模型和动力学模型，因而星上定轨获取的卫星位置和速度精度较差，难以满足卫星应用的要求，因此，必须在提高卫星测定轨精度上提供一种新的方法解决上述问题,目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于单频导航原始观测量地面处理的高精度测定轨方法，星载导航接收机将实时获取的导航卫星原始观测量下传地面，地面采用准实时轨道动力学平滑处理和事后单频精密定轨处理方法，将卫星测定轨精度从10米量级提高到0.2米，成功解决了卫星自主测定轨精度低从而限制了卫星应用的问题，从地面处理上取得突破，取得了降低卫星复杂度、有效提高卫星测定轨精度、提高了卫星应用能力等有益效果，对于我国后续配置单频BDS、GPS接收机的卫星创造了一个新的提高测定轨精度的方法，该发明在本领域内应用将十分广泛。

根据本发明的一个方面，提供一种基于单频导航原始观测量地面处理的高精度测定轨方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，获取原始观测量并下传；

步骤二，准实时轨道动力学平滑处理；

步骤三，事后单频精密定轨处理。

优选地，所述步骤一获取原始观测量并下传中，卫星装载高动态单频BDS、GPS接收机，以1秒的高采样率实时获取BDS和GPS导航信号在第一频率上的测距码、载波相位和多普勒观测值，同时根据接收到的导航电文信息利用原始观测量自主确定卫星位置和速度，导航接收机按照约定的格式将原始观测量、实时定位数据组帧，存储到固态存储器里，通过高速数据传输通道下传地面，同时下传的还有卫星姿态数据。

优选地，所述步骤二准实时轨道动力学平滑处理中，准实时轨道动力学平滑处理采用轨道拟合方法，具体是将星上确定的卫星位置作为观测量来拟合卫星运动方程，求解卫星在参考时刻的位置速度和指定的动力学模型参数，在卫星动力学运动方程中考虑作用在卫星上的力有地球球形二体引力、地球非球形引力摄动、太阳系天体引力摄动、相对论效应摄动、地球固体潮汐摄动、地球海洋潮汐摄动、固体极移潮汐摄动、海洋极移潮汐摄动、大气阻力摄动、太阳光压摄动，此外，为了吸收未精确考虑、难以模型化、未知的其它力，在卫星轨道切向和法向上附加正余弦周期性的经验加速度。