[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在审
申请号: | 202011485990.4 | 申请日: | 2020-12-16 |
公开(公告)号: | CN112666578A | 公开(公告)日: | 2021-04-16 |
发明(设计)人: | 何海波;王冰;郭海荣;王爱兵;李金龙;朱恩慧;马成 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军61081部队 |
主分类号: | G01S19/23 | 分类号: | G01S19/23;G01S19/37;G01S19/27 |
代理公司: | 北京细软智谷知识产权代理有限责任公司 11471 | 代理人: | 付登云 |
地址: | 100089 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 顾及 轨道 误差 电离层 延迟 双向 定时 算法 计算 装置 | ||
本发明涉及卫星轨道误差计算相关技术领域,具体涉及一种顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法及计算装置,其中,顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法,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。
技术领域
本发明涉及卫星轨道误差计算相关技术领域,具体涉及一种顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法及计算装置。
背景技术
北斗RDSS双向定时是北斗系统的特色,可有效改进定时精度,使得北斗定时精度可优于10纳秒。现有北斗双向定时算法基于单程几何延迟为双程几何延迟的二分之一的近似公式,利用中心站双向时延测量值来计算获得单程几何延迟,使得北斗双向定时结果中含有较大的GEO卫星运动误差和电离层延迟模型误差影响。
发明内容
有鉴于此,提供一种顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法,以解决相关技术中的问题。
本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种顾及轨道误差和电离层延迟的双向定时算法,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。
可选的,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),fL、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:
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