(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109991633 A(43)申请公布日 2019.07.09
(21)申请号 201910164665.9(22)申请日 2019.03.05
(71)申请人 上海卫星工程研究所
地址 200240 上海市闵行区华宁路251号(72)发明人 郑永艾 张伟 章英杰 梁尔涛
施伟璜 (74)专利代理机构 上海段和段律师事务所
31334
代理人 李佳俊 郭国中(51)Int.Cl.
G01S 19/42(2010.01)G01S 19/30(2010.01)G01S 19/27(2010.01)
权利要求书2页 说明书6页 附图1页
(54)发明名称
一种低轨卫星实时定轨方法(57)摘要
本发明公开了一种低轨卫星实时定轨方法，包括以下步骤：从星载GNSS接收机获取待定位历元的双频测码伪距和载波相位观测量；对获取的双频测码伪距和载波相位观测量分别进行误差修正，包括电离层延迟、相对论效应、天线相位中心误差、地球自转效应；对修正误差后的载波相位观测量进行周跳和粗差的实时探测与修复；在使用经过处理的载波相位观测值对测码伪距观测量进行平滑；使用地面上注的IGS超快速星历计算导航星的位置和钟差信息；将上一历元的定位结果作为初值，使用扩展卡尔曼滤波器计算当前历元的低轨卫星定位结果；判断定位任务是否结束，若没结束，则返回第一步骤继续进行计算。本发明在适应星上处理器有限计算资源达到较高定位精度。
CN 109991633 ACN 109991633 A
权 利 要 求 书
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1.一种低轨卫星实时定轨方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：从星载GNSS接收机获取待定位历元的双频测码伪距和载波相位观测量；步骤S2：对获取的双频测码伪距和载波相位观测量分别进行误差修正，包括：电离层延迟、相对论效应、天线相位中心误差、地球自转效应；
步骤S3：对修正误差以后的载波相位观测量进行周跳和粗差的实时探测与修复；步骤S4：在使用经过处理的载波相位观测值对测码伪距观测量进行平滑；步骤S5：使用地面上注的IGS超快速星历计算GNSS星的位置和钟差信息；步骤S6：将上一历元的定位结果作为初值，使用扩展卡尔曼滤波器计算当前历元的低轨卫星定位结果；
步骤S7:判断定位任务是否结束，若没有结束，则返回步骤S1继续进行计算。2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星实时定轨方法，其特征在于，步骤S3具体包括：步骤S301：使用M-W组合计算整周模糊度互差项Nδ
其中，N1,N2分别为f1,f2频率上的整周
模糊度，L1，L2分别为f1,f2频率上的载波相位观测值，ρρf2频率上的测码伪距观1，2分别为f1,测值；
步骤S302：计算前i个历元Nδ的平均值＜Nδ＞i及其均方根误差σ为了保证方法的实时i，性，采用以下方式计算：
其中，Nδi为第i个历元的整周模糊度互差项；
步骤S303：使用上述公式计算历元i的整周模糊度互差项Nδi、历元i+1的整周模糊度互差项Nδ(i+1)以及前i-1个历元整周模糊度互差项的均值＜Nδ＞i-1以后，通过|Nδi-＜Nδ＞i-1|≥σ和|Nδ(i+1)-Nδi|＜1探测周跳和粗差，如果这两个判断条件同时满足，认为在历元i-1和i之间已经发生了周跳；如果有|Nδi-＜Nδ＞i-1|≥σ和|Nδ(i+1)-Nδi|≥1同时成立，认为历元i时刻的相位突变是粗差造成的，公式中的σ为根据星载GNSS接收机的实际情况设定好的阈值；
步骤S304：如果判断出来有周跳存在，进行如下计算：
接着分别在周跳发生前后的两个历元联立Nδ和W两个方程，分别解出周跳发生前后历元在f1,f2两个频率上的整周模糊度N1,N2，进而解出周跳发生前后历元整周模糊度的变化量，也就是周跳，接着对周跳发生之后的连续观测历元中对观测量进行修正；
如果判断出有粗差存在，则将粗差对应的观测量进行剔除。3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星实时定轨方法，其特征在于，所述步骤S4进一步
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