[发明专利]基于相位观测值的北斗导航卫星精密授时统一方法

说明书

本发明提供了一种基于相位观测值的北斗导航卫星精密授时统一方法，建立了基于相位观测值的北斗单站非差精密授时模型；建立了基于相位观测值的北斗多站非差精密授时模型；实现了基于相位观测值的北斗导航卫星单站、多站非差精密授时统一的方法，实现了卫星非差精密授时数据处理方法的统一。本发明可以实现单站、多站非差精密授时的无缝链接，提高了授时的稳定性和连续性，同时基于高精度相位观测值大大提升了授时的精度。

技术领域

本发明涉及一种卫星精密授时技术方法。

背景技术

卫星授时的数据处理方法主要分为单站和多站两种。基于多站的共视法卫星授时技术主要是利用两台GNSS接收机对同一颗卫星进行观测，通过站间单差的方式消除共同误差最终实现授时工作，而基于非差载波相位观测值进行的单站授时是通过利用观测值的非差组合，同时对多种误差源的精细化处理完成最终的卫星授时。上述两种常用的卫星授时方法基于不同的数据处理模型，数据处理独立性强，不能实现多种授时观测数据的统一化处理，既增加了数据处理的复杂性，又降低了工作效率。同时对于同一时间频率用户的不同时期，或者不同时间频率用户而言，不同的数据处理模型将无法实现两种方法之间的无缝切换，因此在复杂多变的外部环境和需求的情况下不能保证卫星授时的准确性和连续性，这也是卫星授时在实际应用中的急需解决的瓶颈问题。开展基于相位观测值的北斗导航卫星单站、多站非差精密授时统一方法研究将显著提升北斗卫星授时的性能，更好的服务于国防军事、国计民生等行业应用，推进北斗卫星授时性能的追赶与超越。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于相位观测值的北斗单站、多站非差精密授时统一模型，能够实现多种授时观测数据的统一化处理，既降低了数据处理的复杂性，又提高了工作效率；同时能够保证卫星授时的准确性和连续性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括非差观测值中各项误差的高效修正、非差综合误差改正数提取和单站、多站统一的非差精密授时三步。

第一步，通过观测值组合、模型校正和参数估计、手段对卫星星历误差、电离层误差、对流层误差、固体潮、海潮、极移、地球自转、相对论效应、天线相位中心偏差、相位缠绕误差进行修正；

第二步，在多站情况下根据基准站坐标获得误差修正后的星地观测距离和实际距离的差值，即为伪距和相位观测值的非差综合误差改正数；

第三步，对于没有基准站支持的用户，进行观测误差的修正，用户站基于非差精密单点定位的模型求解得到接收机钟差，与标准时间以及标准时间与北斗系统时间偏差进行融合，得到单站非差精密授时结果；对于有基准站支持的用户，用户站使用基准站提供的非差综合误差改正数进行基准站改正的PPP求解，得到基准站和用户接收机钟差值，再与标准时间比对，得到多站非差精密授时结果；若用户使用基准站改正数，即实现多站非差精密授时，若用户不使用基准站改正数，即实现单站非差精密授时。

本发明的有益效果是：

第一，实现了单站、多站非差精密授时数据处理模型的统一。本发明将单站PPP授时和多站共视授时两种数据处理模型进行了有机统一，实现了精密授时数据处理的无缝链接。基于统一的数据处理模型，即可实现PPP授时和共视授时两种功能。

第二，实现了单站、多站精密授时服务的统一。对于同一时间频率用户的不同时期，或者不同时间频率用户而言，统一的数据处理模型将可以实现两种授时服务的融合统一，因此在复杂多变的外部环境和需求的情况下能更好的保证卫星授时的准确性和连续性

第三，大大提升了授时的性能。本发明中精密授时解算采用高精度的相位观测值，相比传统的伪距观测值授时，将大大提升授时的性能。

附图说明

图1是北斗导航卫星单站、多站非差精密授时统一方法实施框图；

图2是非差综合误差改正数提取流程图；