[发明专利]顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法及计算装置

权利要求书

1.一种顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法，其特征在于，包括：

基于北斗现有的米级精度广播星历或更高精度的精密星历计算单程几何延迟来减小GEO卫星运动误差；

利用出站信号和入站信号之间的频率比例关系，重新构建电离层延迟计算模型，将电离层延迟作为待估参数，利用双向测距直接计算电离层延迟；

基于所述电离层延迟和所述单程几何延迟计算用户时钟差。

2.根据权利要求1所述顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法，其特征在于，所述利用出站信号和入站信号之间的频率比例关系，重新构建电离层延迟计算模型，将电离层延迟作为待估参数，利用双向测距直接计算电离层延迟包括：

在RDSS双向定时中，具有如下等式：

式中：上标1表示信号从中心站上行至卫星；上标2表示信号从卫星下行至用户机；上标3表示信号从用户机上行至卫星；上标4表示信号从卫星下行至中心站；τ¹为信号发射时刻t₀中心站位置到卫星接收信号时刻t₁的卫星位置之间的几何距离时延(s)，τ²为卫星信号转发时刻t₁的卫星位置到信号接收时刻t₂的RDSS接收机位置之间的几何距离时延(s)，τ³为用户机信号发射时刻t₂的位置到卫星接收时刻t₃的天线位置之间的几何距离时延(s)，τ₄为卫星信号转发时刻t₃的位置到中心站接收信号时刻t₄的位置之间的几何距离时延(s)，c为光速；别为中心站和RDSS接收机处的对流层延迟(s)；和分别为用户机L波段信号至卫星和卫星C2波段信号至中心站的电离层延迟(s)，f_L、为L和C2波段频率；为地球自转引起的sagnac效应改正；分别为接收机处理S出站信号并发射L波段入站信号的设备硬件时延(接收机双向时延)(s)、卫星L/C2转发器时延、中心站接收处理C2波段入站信息的时延；分别为中心站信号发射设备时延、卫星C1/S转发器时延和接收机接收处理S波段信号时延(s)；ε₀为中心站接收机的观测噪声和多路径效应；由上述公式得：

令：

则：

由于存在的近似比例关系；

则：

进一步的：

即：

3.根据权利要求2所述顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法，其特征在于，所述用户时钟差为

由公式：

得：

其中：式中：上标1表示信号从中心站上行至卫星；上标2表示信号从卫星下行至用户；o表示中心站；r表示用户机；和分别为中心站C1波段信号至卫星和卫星转发S波段至用户机的电离层延迟(s)，I_o、I_r分别为与中心站o和用户机r相应的电离层延迟参数，f_C1、f_S为C1和S波段频率；为地球自转引起的sagnac效应改正；分别为中心站信号发射设备时延、卫星C1/S转发器时延和接收机接收处理S波段信号时延(s)；为RDSS接收机的钟差；

由上知：

结合权利要求2中得出的公式，得到：

4.根据权利要求3所述顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法，其特征在于，ω为地球自转角速度，(X_o,Y_o)、(X_r,Y_r)、(X_s,Y_s)分别为中心站o、接收机r和卫星s的直角坐标。