[发明专利]利用低轨卫星进行星基导航增强的方法

说明书

本发明提供了一种利用低轨卫星进行星基导航增强的方法，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：完成在轨实时高精度定位及高精度授时；步骤三：低轨导航增强卫星对自身轨道参数、上注的IGS精密数据、电离层改进数据等进行下发电文内容编排；步骤四：地面高精度接收机接收GNSS信号以及低轨卫星导航信号，进行高精度导航定位。本发明通过地面上注IGS精密星历数据结合高精度动力学模型实现星上的实时高精度定轨与对地面用户的导航增强。

技术领域

本发明涉及卫星领域，具体地，涉及一种利用低轨卫星进行星基导航增强的方法。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，特别是美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲Galileo系统和中国北斗系统，已在全球实现了广泛应用，为各领域用户提供导航定位服务。但随着应用推广，当前高精度测绘、精密农业、交通物流运输、航空管理等领域对导航定位精度、可用性、完好性要求越来越高，传统GNSS系统已不能满足需求。

目前导航增强技术包括利用高轨卫星(GEO)星基增强技术和利用地面基准站的地基增强技术。

高轨卫星星基增强系统利用高轨GEO通信卫星转发差分增强信息，实现对定位精度、完好性、可用性的增强。国内外广域差分增强系统主要包括美国的WAAS系统、欧洲的EGNOS系统、日本的MSAS系统、俄罗斯的SDCM系统、印度的GAGAN系统。但当前GEO星基增强系统主要进行信息增强，不进行信号增强，增强后地面定位精度一般达到1m～3m，若想达到分米级精密单点定位，则需30分钟以上持续观测，收敛速度慢；另外GEO星基增强只能服务南北维75度，不能进行全球增强。

地基增强系统主要通过建设地基基准站，接收机与基准站间通过载波差分技术、伪距差分技术、伪卫星技术等实现高精度导航增强定位。包括利用载波差分技术的永久性连续运行参考站系统(CORS)、利用局域载波相位差分技术的陆地机场专用LAAS系统(LocalArea Augmentation System)和舰载JPALS系统(Joint Precision Approach and LandingSystem)、利用局域伪距差分技术的RBN-DGPS系统等。但地基增强系统不能解决广域性增强，不能覆盖海洋，单个基准站覆盖服务周边20km～40km，建立覆盖全国甚至全球的地基增强系统系统庞大，建设成本大。

发明内容

针对现有技术中的局限，本发明的目的是提供一种利用低轨卫星进行星基导航增强的方法，其提出利用LEO卫星进行星基导航增强，来提高高精度测绘、精密农业等领域导航接收机的定位精度、可用性、完好性、收敛速度。

根据本发明的一个方面，提供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。

优选地，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；