[发明专利]利用低轨卫星进行星基导航增强的方法

权利要求书

1.一种利用低轨卫星进行星基导航增强的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过互联网获取IGS精密星历星钟数据、GNSS系统完好性预警数据、电离层改正参数等，地面站通过上注通道将数据上注至低轨导航增强卫星；

步骤二：低轨导航增强卫星通过星载双频高精度GNSS接收机接收GNSS信号，结合地面上注的IGS精密星历星钟数据以及高精度动力学模型，完成在轨实时高精度定位，得到低轨导航卫星自身的位置速度时间数据，完成高精度定轨及时间同步；

步骤三：低轨导航增强卫星对自身轨道参数、上注的IGS精密星历数据、IGS精密钟差数据、电离层改进数据等进行下发电文内容编排，然后进行编码、调制，然后导航信号下发；

步骤四：地面高精度接收机接收GNSS信号以及LEO导航信号，进行高精度导航定位；

步骤二包括以下步骤：

步骤二十一：星载高精度GNSS接收机实现在轨高动态下的信号接收，完成导航电文提取，得到双频测码伪距、测相伪距原始观测数据；

步骤二十二：对原始观测数据进行误差修正；

步骤二十三：对原始测相伪距数据进行数据预处理，包括进行周跳的探测和修复、粗差的探测和剔除；

步骤二十四：通过低轨卫星在轨动力学模型和GNSS观测数据建立卡尔曼滤波器的状态方程和量测方程，进行卡尔曼滤波解算，得到低轨卫星的PVT。

2.根据权利要求1所述的利用低轨卫星进行星基导航增强的方法，其特征在于，所述步骤一包括以下步骤：

步骤十一：首先从国际GNSS服务组织获取精密星历星钟等数据；

步骤十二：通过地面上注站上注通道上注数据至低轨导航卫星。

3.根据权利要求1所述的利用低轨卫星进行星基导航增强的方法，其特征在于，所述步骤三包括以下步骤：

步骤三十一：制定低轨卫星下发导航电文数据速率；根据微纳卫星平台能力、星上发射功率能力、星载发射天线增益，尽量保证地面高精度GNSS终端设备硬件不改动前提下，考虑微纳卫星平台能力，选择合适的下发信息速率；

步骤三十二：编排下发电文内容；下发电文内容包括低轨卫星自身PVT以及轨道信息，上注的IGS精密数据、完好性数据；

步骤三十三：对下发电文数据进行编码，制定伪随机噪声码，然后进行直接序列扩频，然后通过发射机放大下发。

4.根据权利要求1所述的利用低轨卫星进行星基导航增强的方法，其特征在于，所述步骤四包括以下步骤：

步骤四十一：地面高精度GNSS接收机实现在轨高动态下的信号接收，完成导航电文提取，得到双频测码伪距、测相伪距原始观测数据；

步骤四十二：对原始观测数据进行误差修正；与星上高精度定位误差修正不同的是：地面进行误差修正需要多考虑对流层误差、固体潮误差两项；轨道误差和星钟误差使用LEO转发下来的IGS精密电文钟差数据进行修正，其他误差同星上类似采用模型修正；

步骤四十三：对原始测相伪距数据进行数据预处理，包括进行周跳的探测和修复、粗差的探测和剔除；因为接收机接收信号中可能存在障碍物遮挡导航信号中断、高动态下周围电离层剧烈变化等各种因素，接收机进行载波相位测量时锁相环出现失锁，将会导致测相伪距出现周跳或者粗差，需通过应用M-W组合和Geometry-free组合方法对周跳进行探测和修复，对粗差进行剔除；

步骤四十四：通过GNSS观测数据建立卡尔曼滤波器的状态方程和量测方程，进行卡尔曼滤波解算，得到地面用户终端的高精度定位结果。