[发明专利]一种实现导航接收机钟差建模的方法

说明书

本发明公开了一种实现导航接收机钟差建模的方法，属于卫星导航领域。本发明提出了在已知导航星的精密星历、低轨卫星的轨道数据和伪距测量值的情况下，首先由伪距测量方程推导出接收机钟差计算公式，建立精确误差补偿模型，结合高度角检测算法计算接收机钟差，得到由不同通道计算的接收机钟差；在得到钟差序列后将不同通道计算出的钟差两两做差，检验钟差求解的准确性；在得到多通道的钟差后计算同一历元下钟差均值，得到由均值组成的钟差序列；根据得到的钟差序列，利用Allan方差来确定时钟模型中各个参数，最终完成时钟建模。这种方法可以得到高精度的接收机钟差模型，为一些精密定轨算法精度的提高提供钟差模型。

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，特别涉及一种实现导航接收机钟差建模的方法。

背景技术

卫星导航接收机是近地卫星完成精密定轨任务的常用设备，其中接收机钟差建模的准确性将影响基于卫星导航系统的精密定轨算法的精度。传统的运动学定轨方法中，接收机时钟偏差作为一个未知参数与卫星位置一起求解，轨道高度与接收机钟差之间的相关性会导致卫星径向分量估计存在较大误差。获得高精度的接收机钟差模型，可以改善径向定轨精度，从而提高定轨整体性能。在常规动力学定轨方法中，接收机钟差模型作为状态方程中的一部分，接收机钟差模型的精度较低，误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现导航接收机钟差建模的方法，通过该方法有效解决了接收机钟差模型精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种实现导航接收机钟差建模的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)利用导航星的精密星历、低轨卫星的轨道数据和伪距测量值完成接收机钟差计算，得到多通道接收机钟差序列；

(2)将所述多通道接收机钟差序列中的钟差两两做差，检验钟差求解的准确性；并将多通道接收机钟差进行离群点检测，在同一历元下，摒弃大的离群点，得到检验后的多通道接收机钟差；

(3)计算同一历元下接收机钟差的均值，得到由均值组成的均值钟差序列；

(4)根据所述均值钟差序列，利用Allan方差来确定钟差模型中各个参数，最终完成钟差建模。

进一步的，所述步骤(1)的具体过程为根据伪距测量方程推导接收机钟差计算公式，建立误差补偿模型，通过误差补偿模型计算得到消除授时系统误差后的接收机钟差；使用高度角检测算法摈弃含有大随机误差或粗差的伪距测量值，得到减少授时随机噪声后的接收机钟差。

进一步的，所述误差补偿模型中的误差参数包括电离层延迟、传播延时、地球旋转、相对论效应及天线相位中心偏差。

进一步的，所述利用Allan方差进行钟差建模指使用Allan方差分析方法，绘制出对应Allan方差图；根据曲线斜率确定对应噪声类型；根据噪声类型及Allan方差图确定噪声参数，根据噪声参数得到钟差状态模型参数，最终得到钟差模型。

进一步的，步骤(1)所述接收机钟差计算过程如下：

根据伪距测量方程，接收机钟差可表示为：

其中，ρ为伪距测量值，(X_j,Y_j,Z_j)为接收机位置，(X_s,Y_s,Z_s)为导航星位置，I为电离层延迟，δ_j、δ_s分别为接收机和导航星的钟差，δρ_rel为相对论效应改正，δρ_ant为天线相位中心偏差改正，ε为测量噪声，c为光速；