[发明专利]基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法

权利要求书

1.一种基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：在北斗全球短报文字节限制内，以提高实时精密单点定位精度和收敛速度为目标，基于卫星轨道、钟差与用户定位精度的关系，通过北斗全球短报文双向通讯获取用户位置，计算精密轨道和钟差改正数对用户定位的综合影响，得到空间信号测距误差改正数，并基于北斗全球短报文通信将空间信号测距误差改正数播发给用户，进行用户实时精密单点定位，实现过程包括以下步骤，

步骤1，通过北斗短报文实时获取用户粗略位置，计算用户此时的卫星高度角和各颗卫星的空间信号测距误差改正数；

空间信号测距误差改正数的计算方式为，通过实时卫星轨道和钟差、广播星历，获取实时卫星轨道改正数和钟差改正数SSR，计算当前时刻t的卫星轨道改正量δO和卫星钟差改正数δC，

δC＝C₀+C₁·(t-t₀)+C₂·(t-t₀)²

其中，δO_r、δO_a、δO_c为卫星径向、切向和法向改正数，表示其变化率，C₀、C₁和C₂为实时卫星钟差改正数的多项式系数，t是当前时间，t₀是SSR参考时间，地心地固坐标系ECEF下的卫星轨道改正量表示为，

δx^s＝[e_r，e_a，e_c]·δO

其中，r和表示由卫星广播星历求得的ECEF坐标系下的卫星位置和卫星速度；

当前时刻t的空间信号测距误差改正数表示为，

其中，e_r，e_a，e_c分别表示轨道坐标系径向、切向、法向三轴在惯性系中的单位向量，e表示卫星到用户的单位向量，x_r和x^s分别表示由北斗短报文获得的用户粗略位置和由广播星历计算的卫星位置，c表示光速；

步骤2，选择播发改正数的卫星，包括在选择需要播发的卫星时，按照空间信号测距误差改正数的有效范围、卫星标识和卫星高度角对卫星数据进行判断；

步骤3，空间信号测距误差改正数的数据处理和编码，包括将每颗卫星的改正数按照编码尺度要求取整，然后将头文件和取整后的卫星数据转换成二进制；

步骤4，按照编码格式规定的顺序，将头文件、卫星标识和空间信号测距误差改正数信息依次添加进全球短报文电文中，并通过补0使编码后总长度为整数字节，最后计算CRC校验码，添加到电文的末尾，形成一条完整的电文；

步骤5，首先通过北斗全球短报文播发并获取完整电文，按照编码格式相应地进行解码，然后使用与北斗全球短报文播发的空间信号测距误差改正数的星历龄期匹配的广播星历计算卫星位置和速度，再将空间信号测距误差改正数改正到双频无电离层组合观测方程上，最后通过实时精密单点定位获取用户位置坐标；

使用空间信号测距误差改正数的用户定位中无电离层组合观测方程为，

其中，P_IF和L_IF表示无电离层组合的伪距和载波相位观测值，ρ表示由广播星历计算的卫星到用户的几何距离，Δρ表示空间信号测距误差改正数，c表示真空中光速，dt_r和dt^s分别表示接收机和卫星广播钟差，T表示对流层延迟，λ_IF表示组合观测值的波长，NI_F表示相位模糊度，和表示残余误差。

2.根据权利要求1所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：步骤2中，当判断某卫星改正数值超出有效范围时，或者不在卫星标识范围内时，或者卫星高度角低于5°时，该颗卫星不参与选星；然后按照卫星高度角由高到低的顺序选择最多22颗卫星进行编码。

3.根据权利要求1所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：每条全球短报文编码最多包括22颗卫星空间信号测距误差改正数信息，由20bits消息头、90bits卫星标识、最大418bits空间信号测距误差改正数信息和24bits的CRC校验组成。