[发明专利]一种基于低轨星座监测GNSS信号与播发GNSS频段导航增强信号的导航增强系统

说明书

一种基于低轨星座监测GNSS信号与播发GNSS频段导航增强信号的导航增强系统，包括：低轨星座、运控系统、导航终端；运控系统，对导航信号进行监测接收，获取导航信号的监测数据，并将监测得到的监测数据回传至运控系统；运控系统，根据低轨星座回传的监测数据和运控系统监测的监测数据，生成四大GNSS系统的导航卫星和低轨星座各自的轨道、钟差、码偏差(DCB)和载波相位偏差(FCB)的改正参数，进行组帧，得到导航增强数据，上注给低轨卫星，将播发数据进行调制编码后形成导航增强信号，广播给导航终端；导航终端，进行高精度的定位、测速和授时解算,解决了同频收发问题，并实现低轨导航增强。

技术领域

本发明涉及一种基于低轨星座监测GNSS信号与播发GNSS频段导航增强信号的导航增强系统，即一种基于多导航信号的导航增强系统，属于卫星导航增强技术领域。

背景技术

当前是北斗卫星导航系统由区域向全球过渡的关键时期，然而北斗导航信号受国际规则限制落地功率低，易被干扰和阻断，在复杂环境下应用能力不足；国土疆域限制及其他政治因素导致全球难以均匀建站，使得军民信号全球连续监测难以实现；高精度GNSS服务需求从区域向全球拓展，仅依靠卫星导航系统难以满足快速的高精度定位、测速和授时解算。在此背景下国内外多家机构提出了基于低轨通信星座或发展专用星座开展低轨导航增强系统的研究，目前绝大多数公开的专利与文章集中于对当前低轨星座DOP的分析、高中低地联合精密定轨与钟差确定、低轨星座播发双频信号加速PPP快速收敛性能分析等。低轨导航增强要走向应用，并减轻用户终端的成本，其播发的导航增强信号有必要在当前GNSS频段内，以减轻用户终端成本，因此，本质上是要建立一个同时监测GNSS信号，并播发与GNSS同频导航信号的低轨导航增强系统。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种基于低轨星座监测GNSS信号与播发GNSS频段导航增强信号的导航增强系统，解决了同频收发干扰问题，并解决了全球低轨卫星导航增强的问题，可应用于未来我国低轨导航增强系统。

本发明解决的技术方案为：一种基于低轨星座监测GNSS信号与播发GNSS频段导航增强信号的导航增强系统，其特征在于包括：低轨星座、运控系统、导航终端；

运控系统，对北斗导航系统、GPS、GLONASS、GALILEO这四大GNSS系统的民用导航信号进行监测，获取导航信号的监测数据，包括：伪距、载波相位、导航电文；

低轨星座配置的导航增强载荷对北斗导航系统、GPS、GLONASS和GALILEO这四大GNSS系统的民用导航信号和/或北斗导航系统B1、B3频段的军用导航信号进行监测接收，获取各导航信号的监测数据，包括：伪距、载波相位和导航电文，并将监测得到的监测数据回传至运控系统；

运控系统，根据低轨星座回传的监测数据和运控系统监测的监测数据，生成四大GNSS系统的导航卫星和低轨星座各自的轨道、钟差、码偏差(DCB)和载波相位偏差(FCB)的改正参数，将生成的四大GNSS系统的导航卫星和低轨星座各自的轨道、钟差、码偏差(DCB)和载波相位偏差(FCB)的改正参数与低轨星座的导航电文进行组帧，得到导航增强数据，上注给低轨卫星，低轨卫星将播发数据进行调制编码后形成导航增强信号，广播给导航终端；

导航终端，同时接收四大GNSS系统的民用导航信号和低轨卫星广播的导航增强信号；根据四大GNSS系统的民用导航信号和低轨卫星广播的导航增强信号，进行导航终端的高精度的定位、测速和授时解算。

优选的，低轨星座，包括多个低轨卫星，按照walker星座构型分布，保证对导航卫星的全球覆盖；进一步卫星轨道高度优选为1150km。

优选的，导航信号的监测数据，包括：导航信号的伪距、载波相位、导航电文。

优选的，导航电文，包括：钟差、轨道、卫星健康信息。