[发明专利]BDS/GPS参考站低高度角卫星整周模糊度确定方法

说明书

本发明涉及卫星定位系统和定位测量技术领域，提供一种BDS/GPS参考站低高度角卫星整周模糊度确定方法，包括：划分BDS/GPS高、低高度角卫星；利用高高度角卫星三频载波相位观测值和伪距观测值计算其三种宽巷载波相位整周模糊度，基于强制距离限制关系利用其消除电离层延迟误差载波相位观测值计算其载波相位整周模糊度，利用其载波相位观测值建立电离层、对流层延迟误差模型；计算低高度角卫星对应延迟误差及第二、三种宽巷载波相位整周模糊度，利用其第三种宽巷观测数据根据其消除电离层延迟误差载波相位观测值和对流层延迟误差模型计算其载波相位整周模糊度。本发明可提高BDS/GPS低高度角卫星载波相位整周模糊度确定的精度。

技术领域

本发明涉及卫星定位系统和定位测量技术领域，特别是涉及一种BDS/GPS参考站低高度角卫星整周模糊度确定方法。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems，GNSS)作为获取位置信息和时间信息的重要工具，正在逐渐发展和完善起来。美国的全球定位系统(GlobalPositioning Systems，GPS)是应用最广泛的全球导航卫星系统，中国的北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)已经可以向全球提供无源定位、导航、授时服务。

截止到目前，GPS在轨工作卫星包括31颗中圆地球轨道(Medium Earth Orbit，MEO)卫星，BDS在轨工作卫星包括21颗MEO卫星、9颗倾斜地球同步轨道(InclinedGeosynchronous Orbit，IGSO)卫星和5颗地球静止轨道(Geostationary Orbit，GEO)卫星。与GPS相比，BDS在轨工作卫星包括了IGSO卫星和GEO卫星。以恒星时为时间单位，GPS的MEO卫星运行周期为12小时，BDS的MEO卫星运行周期为12小时50分钟，BDS的IGSO卫星运行周期为23小时56分钟，BDS的GEO卫星相对地球静止。相比于MEO卫星，BDS的IGSO卫星和GEO卫星运行速度较慢，参考站在较短的时间内观测到的BDS在轨工作卫星的几何构型变化不明显，导致卫星几何构型不佳，这直接影响着参考站载波相位整周模糊度的确定。

利用区域内建立的参考站进行高精度定位的方法是提高GNSS定位精度的重要手段。这种方法的前提条件是参考站载波相位整周模糊度的准确确定，只有正确确定了参考站载波相位整周模糊度才能建立区域内高精度的误差模型，并内插出区域内用户站所受到的观测误差，实现用户站高精度定位。

参考站观测到的BDS卫星和GPS卫星的高度角是不断变化的(BDS的GEO卫星除外)，卫星高度角决定了所受大气延迟误差的大小和卫星的几何构型强度。参考站载波相位整周模糊度确定的卫星越多，建立的区域内高精度误差模型越精确，用户站的定位精度和可靠性越能够得到保障。对于GPS，参考站可以观测到多颗MEO卫星，高度角较高(大于等于30°)的卫星所受大气延迟观测误差较小，高度角较低(小于30°)的卫星所受大气延迟观测误差较大，较大的大气延迟误差(大小等于载波相位整周模糊度波长的一半)严重干扰着载波相位整周模糊度的确定，因此低高度角卫星载波相位整周模糊度确定较为困难。这种情况对于BDS更为明显，由于IGSO卫星和GEO卫星的几何构型变化不明显，卫星几何构型不佳更不利于BDS低高度角卫星载波相位整周模糊度确定。目前，确定参考站载波相位整周模糊度的方法，大多数在确定GPS参考站载波相位整周模糊度效果明显，而对于低高度角卫星载波相位整周模糊度的确定成功率不高。BDS参考站载波相位整周模糊度的确定方法考虑了异构星座(MEO+IGSO+GEO)的卫星特点，主要采用类似GPS的方法实现BDS参考站载波相位整周模糊度的确定，但对于相对于地球静止的低高度角GEO卫星而言，不能有效确定载波相位整周模糊度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种BDS/GPS参考站低高度角卫星整周模糊度确定方法，能够提高参考站BDS/GPS观测数据的利用率，提高BDS/GPS低高度角卫星载波相位整周模糊度确定的精度和可靠性。

本发明的技术方案为：