CN110007326B - 一种用于星基增强系统的双频测距误差参数生成方法 - Google Patents

一种用于星基增强系统的双频测距误差参数生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于星基增强系统的双频测距误差参数生成方法，通过4个以上监测站观测到的某颗卫星的双频伪距观测量和载波相位观测量计算该颗卫星的星历时钟改正数协方差矩阵，将协方差矩阵在服务区域内最大投影值的均方根作为双频测距误差。本发明具有较强的工程实用性，解决了实际应用中无法实时计算修正误差的问题，能够确保DFMC SBAS服务中DFRE参数生成的准确性。

Description

一种用于星基增强系统的双频测距误差参数生成方法
技术领域
本发明属于卫星导航增强技术领域，是双频多星座(Dual-Frequency Multi-Constellation,DFMC)星基增强系统(Satellite Based Augmentation System,SBAS)中一种计算双频测距误差(Dual-Frequency Range Error,DFRE)完好性参数的方法。
背景技术
目前正在运行的SBAS系统均为单频(Single-Frequency,SF)SBAS。由于电离层异常对服务性能的影响，SF SBAS服务性能尚未达到一类精密进近(CATegory-I,CAT-I)的指标要求。为了消除电离层异常对服务性能的影响，并利用多卫星导航系统的几何布局提高增强星座服务性能，SBAS互操作工作组(Interoperate Working Group,IWG)和国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)双频多星座星基增强系统标准与建议工作组(DFMC SBAS SARPS working group,DS2)正在研究并制定DFMC SBAS国际标准，以期实现CAT-I指标服务性能。
DFMC SBAS系统架构如图1所示，最多可以同时增强92颗卫星，增强对象为全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、伽利略系统(GALILEO)、北斗全球卫星导航系统(BeiDou navigation satellite System,BDS)和格洛纳斯系统(GLONASS)。通过SBAS卫星的L5信号向用户播发卫星时钟改正数和星历改正数等差分参数，以及DFRE和降效协方差矩阵等完好性参数，实现定位精度和完好性等服务性能的提升。由于在双频定位模式下，用户可自行消除电离层延迟的影响，DFMC SBAS不再播发与电离层有关的差分和完好性参数。
DFRE是DFMC SBAS的重要完好性参数，反映的是卫星星历和时钟改正数的修正效果，以均方差σDFRE的形式供用户使用，用户利用σDFRE进行保护级计算，并与当前航路阶段的告警门限进行比较，以判定系统服务是否可用。DFRE(σDFRE)需要以一定的概率对卫星星历时钟改正数修正残差在服务区域内投影的最大值形成包络，以保证该参数能够反映当前卫星在服务区域内的最差性能。
目前，国外尚未有公开文献对DFRE解算方法进行描述，国内也未见DFRE的相关研究成果。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种有效的DFRE完好性参数生成方法，能够确保DFMC SBAS服务中DFRE参数生成的准确性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
步骤1，M个监测站采集所监测到卫星的双频伪距观测量、双频载波相位观测量和导航电文，监测站i观测到卫星j在L1和L5频点上的伪距观测量分别为
Figure BDA0002027033150000021
和
Figure BDA0002027033150000022
i＝1，2，…，M，在L1和L5频点上的载波相位观测量分别为
Figure BDA0002027033150000023
和
Figure BDA0002027033150000024
步骤2，对监测站i观测到卫星j的双频伪距观测量和双频载波相位观测量进行数据预处理，利用前若干采样时刻的载波观测量外推出当前时刻的观测量，并将此观测量与当前时刻接收机的载波相位观测量比较，如果差值没有超出设定门限则认为没有周跳出现，进而利用载波相位观测量对伪距观测量进行平滑；利用L1和L5频点平滑后的伪距观测量消除电离层延迟，得到消除电离层延迟后的伪距观测量
Figure BDA0002027033150000025
步骤3，利用导航电文播发的轨道参数和时钟参数计算卫星星历位置
Figure BDA0002027033150000026
和卫星时钟偏差
Figure BDA0002027033150000027
利用卫星星历位置和监测站位置计算星历距离
Figure BDA0002027033150000028
基于对流层干湿分量模型，利用监测站所处纬度计算对流层延迟估计
Figure BDA0002027033150000029
步骤4，将星历距离
Figure BDA00020270331500000210
卫星时钟偏差
Figure BDA00020270331500000211
和对流层延迟估计
Figure BDA00020270331500000212
从
Figure BDA00020270331500000213
中消除，得到伪距残差
Figure BDA00020270331500000214
步骤5，利用伪距残差
Figure BDA00020270331500000215
通过最小二乘法求解出星历改正数
Figure BDA00020270331500000216
时钟改正数
Figure BDA00020270331500000217
和卫星星历时钟改正数协方差矩阵
Figure BDA00020270331500000218
步骤6，将卫星星历时钟改正数协方差矩阵
Figure BDA00020270331500000219
在服务区域内的最大投影作为σDFRE，
Figure BDA00020270331500000220
其中
Figure BDA00020270331500000221
Figure BDA00020270331500000222
为卫星j到服务区域内用户user的单位方向矢量。
所述的M大于等于4。
本发明的有益效果是：
1.提出了基于协方差矩阵投影的DFMC SBAS完好性参数DFRE生成方法，给出了明确的处理流程和实施步骤，具有较强的工程实用性，为DFMC SBAS的系统建设提供了理论依据和实施思路；
2.利用解算卫星星历和时钟改正数时得到的卫星星历时钟改正数协方差矩阵来反映星历和时钟改正数修正误差的特征，解决了实际应用中无法实时计算修正误差的问题；
3.将被监测卫星的星历时钟改正数协方差矩阵投影在卫星到服务区域内用户的单位方向矢量上，选取协方差矩阵最大投影值的均方根作为DFRE(σDFRE)，能够表征被监测卫星在服务区域内星历和时钟改正数修正后的最差情况，进而保证了卫星在服务区域内的完好性性能。
附图说明
图1是DFMC SBAS系统架构示意图
图2是双频测距误差完好性参数生成步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明提出了一种用于星基增强系统的双频测距误差参数生成方法，该方法通过4个以上监测站观测到的某颗卫星的双频伪距观测量和载波相位观测量计算该颗卫星的星历时钟改正数协方差矩阵，将协方差矩阵在服务区域内最大投影值的均方根作为双频测距误差。双频测距误差参数生成方法实现的具体步骤分为6步，具体如下：
步骤1：观测数据采集。监测站采集所监测到卫星的双频伪距观测量、双频载波相位观测量和导航电文，监测站i观测到卫星j在L1和L5频点上的伪距观测量分别为
Figure BDA0002027033150000031
和
Figure BDA0002027033150000032
在L1和L5频点上的载波相位观测量分别为
Figure BDA0002027033150000033
和
Figure BDA0002027033150000034
步骤2：数据预处理。利用监测站i(i＝1，2，…，M)观测到卫星j的双频伪距观测量和双频载波相位观测量进行数据预处理。(1)利用前5个采样时刻的载波观测量外推出当前时刻的观测量，并将此观测量与当前时刻接收机的载波相位观测量比较，如果没有超出门限则认为没有周跳出现，进行后续计算；(2)通过周跳探测后，则认为没有周跳出现，利用载波相位观测量对伪距观测量进行平滑；(3)利用L1和L5频点平滑后的伪距观测量消除电离层延迟，得到消除电离层延迟后的伪距观测量
Figure BDA0002027033150000041
步骤3：导航电文处理和对流层延迟估计。利用导航电文播发的轨道参数和时钟参数计算卫星星历位置
Figure BDA0002027033150000042
和卫星时钟偏差
Figure BDA0002027033150000043
利用卫星星历位置和监测站位置计算星历距离
Figure BDA0002027033150000044
基于对流层干湿分量模型，利用监测站所处纬度计算对流层延迟估计
Figure BDA0002027033150000045
步骤4：伪距残差解算。将星历距离
Figure BDA0002027033150000046
卫星时钟偏差
Figure BDA0002027033150000047
和对流层延迟估计
Figure BDA0002027033150000048
从
Figure BDA0002027033150000049
中消除，可得到伪距残差
Figure BDA00020270331500000410
步骤5：卫星星历时钟改正数协方差矩阵解算。利用伪距残差
Figure BDA00020270331500000411
通过最小二乘法求解出星历改正数
Figure BDA00020270331500000412
时钟改正数
Figure BDA00020270331500000413
和卫星星历时钟改正数协方差矩阵
Figure BDA00020270331500000414
步骤6：DFRE解算。将卫星星历时钟改正数协方差矩阵
Figure BDA00020270331500000415
在服务区域内的最大投影作为DFRE(σDFRE)，其表达式为
Figure BDA00020270331500000416
其中
Figure BDA00020270331500000417
Figure BDA00020270331500000418
为卫星j到服务区域内用户user的单位方向矢量。
如图2所示，本发明的实施例包括以下步骤：
步骤一：观测数据采集
监测站采集所监测到卫星的双频伪距观测量、双频载波相位观测量和导航电文，监测站i观测到卫星j的双频伪距观测量和载波相位观测量如下：
Figure BDA00020270331500000419
Figure BDA00020270331500000420
Figure BDA00020270331500000421
Figure BDA0002027033150000051
其中，
Figure BDA0002027033150000052
和
Figure BDA0002027033150000053
分别为L1和L5频点上的伪距观测量；
Figure BDA0002027033150000054
和
Figure BDA0002027033150000055
分别为L1和L5频点上的载波相位观测量；
Figure BDA0002027033150000056
为监测站i和卫星j间的几何距离；
Figure BDA0002027033150000057
为对流层延迟；bi为监测站接收机时钟与全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的系统时之间的偏差；Bj为卫星时钟与GNSS系统时之间的偏差；
Figure BDA0002027033150000058
为电离层延迟，对伪距观测量的影响是滞后，对载波相位观测量的影响是超前；
Figure BDA0002027033150000059
f1＝1575.42MHz为载波L1的频率，f5＝1176.45MHz为载波L5的频率；
Figure BDA00020270331500000510
和
Figure BDA00020270331500000511
为伪距观测量上的观测噪声；N1和N5为整周模糊度，由接收机失锁造成；λ1＝C/f1和λ5＝C/f5分别为载波L1和L5的波长，光速C＝299792458m/s；
Figure BDA00020270331500000512
和
Figure BDA00020270331500000513
为载波相位观测量上的观测噪声，该噪声远远小于伪距观测量上的观察噪声。不同时刻的数据会进行标识，未做说明的数据均为t时刻的数据。
步骤二：数据预处理
利用监测站i(i＝1,2，…，M)观测到卫星j的双频伪距观测量和双频载波相位观测量进行数据预处理，具体步骤如下：
(1)周跳探测
周跳探测利用前5个采样时刻(t-1,t-2,t-3,t-4,t-5)的载波观测量外推出当前时刻的观测量，并将此观测量与当前时刻接收机的载波相位观测量比较，如果超出门限则认为出现周跳。
Figure BDA00020270331500000514
Figure BDA00020270331500000515
其中，a0、a1、a2为拟合系数，[a0，a1，a2]T＝(FTF)-1FTXL1-L5，
Figure BDA0002027033150000061
Figure BDA0002027033150000062
Figure BDA0002027033150000063
Figure BDA0002027033150000064
和
Figure BDA0002027033150000065
分别为t时刻L1和L5频点上的载波相位观测量；TL1-L5＝0.055为探测门限。
如果L1和L5频点同时出现相同的周跳时，上述方法将不能检测出周跳。因此，需用下面的方法再检测一次。
Figure BDA0002027033150000066
Figure BDA0002027033150000067
其中，b0、b1、b2为拟合系数，[b0，b1，b2]T＝(FTF)-1FTXL5，
Figure BDA0002027033150000068
TL5＝0.35为探测门限。
(2)双频载波平滑
载波相位观测量通过周跳探测后，则认为没有周跳出现，可利用载波相位观测量对伪距观测量进行平滑，首先对载波观测量进行如下变化：
Figure BDA0002027033150000069
Figure BDA00020270331500000610
由于
Figure BDA00020270331500000611
前后两个时刻的整周模糊度基本相同，可用
Figure BDA00020270331500000612
来平滑伪距观测量中的噪声。
Figure BDA00020270331500000613
其中，Lk表示L1或L5频点，
Figure BDA0002027033150000071
为相应频点的伪距观测量，
Figure BDA0002027033150000072
为相应频点平滑后的伪距观测量，τ＝100为平滑时间。
(3)消除电离层延迟
利用L1和L5频点平滑后的伪距观测量消除电离层延迟，消除电离层延迟后的伪距观测量
Figure BDA0002027033150000073
为：
Figure BDA0002027033150000074
步骤三：导航电文处理和对流层延迟估计
(1)导航电文处理
GNSS卫星导航电文中播发的轨道参数为：星历参考时间toe，卫星轨道长半轴as的平方根，轨道偏心率es，toe时刻的轨道倾角i0，周内时等于0时的轨道升交点赤经Ω0，轨道近地角距ω，toe时刻的平近点角M0，平均运动角速度校正值Δn，轨道倾角变化率i′，轨道升交点赤经变化率
Figure BDA00020270331500000710
，升交点角距余弦调和校正振幅Cuc，升交点角距正弦调和校正振幅Cus，轨道半径余弦调和校正振幅Crc，轨道半径正弦调和校正振幅Crs，轨道倾角余弦调和校正振幅Cic，轨道倾角正弦调和校正振幅Cis。利用导航电文播发的轨道参数可以得到卫星星历位置
Figure BDA0002027033150000075
利用卫星星历位置
Figure BDA0002027033150000076
和监测站位置[xi，yi，zi]计算星历距离
Figure BDA0002027033150000077
利用导航电文中播发的参考时间toe、参考时刻的卫星时钟偏差af0、卫星时钟漂移速度af1和卫星时钟漂移速度的变化率af2计算t时刻的卫星时钟偏差
Figure BDA0002027033150000078
(2)对流层延迟估计
对流层延迟估计需要考虑当地温度、水汽压、高度和气压等的影响，使用对流层模型进行修正。对流层延迟估计
Figure BDA0002027033150000079
计算如下：
Figure BDA0002027033150000081
其中，dhyd与dwet分别表示对流层的干分量和湿分量，
Figure BDA0002027033150000082
Figure BDA0002027033150000083
为仰角，
Figure BDA0002027033150000084
b＝acos[cos(φj-φi)×cos(δj-δi)]，φj和δj分别为卫星j所在位置的纬度和经度，φi和δi分别为监测站i所在位置的纬度和经度。
dhyd与dwet由监测站高度信息及五个气象参数的估值计算：
Figure BDA0002027033150000085
Figure BDA0002027033150000086
Figure BDA0002027033150000087
Figure BDA0002027033150000088
其中，g＝9.80665m/s2，gm＝9.784m/s2，H为监测站海拔(单位：米)，k1＝77.604K/mbar，k2＝382000K2/mbar，Rd＝287.054J/kg/K。
气象参数气压P(mbar)、温度T(K)、水汽压e(mbar)、温度变化率β(k/m)、水汽变化率λ由监测站的气象传感器提供，也可由当前观测站所在纬度φi和年积日D(当年1月1日起开始计算的天数)插值计算，插值公式如下：
Figure BDA0002027033150000089
其中，Dmin＝28(φi为北纬)，Dmin＝211(φi为南纬)，ξ0和Δξ分别表示不同纬度的气象参数平均值和季节变化值(计算P、T、e、β、λ时，将ξ分别替换为P、T、e、β、λ)，它们按表1由下式插值得到。
Figure BDA00020270331500000810
Figure BDA00020270331500000811
如果φi≤15、φi＝30、φi＝45、φi＝60、φi≥75，直接利用ξ0(φi)和Δξ(φi)在表1中对应的数值通过式(18)计算。其他情况下，以φi＝40为例，对应的φk＝30，φk+1＝45，利用ξ0(φk+1)、ξ0(φk)、Δξ(φk+1)和Δξ(φk)在表1中对应的数值通过式(19)和(20)计算ξ0(φi)和Δξ(φi)。
表1对流层延迟的气象参数表
Figure BDA0002027033150000091
步骤四：伪距残差解算
将星历距离
Figure BDA0002027033150000092
卫星时钟偏差
Figure BDA0002027033150000093
和对流层延迟估计
Figure BDA0002027033150000094
从
Figure BDA0002027033150000095
中消除，可得到伪距残差
Figure BDA0002027033150000096
Figure BDA0002027033150000097
其中，
Figure BDA0002027033150000098
由卫星星历位置和监测站位置计算得到；ΔRj＝[Δxj Δyj Δzj]T为卫星j在地心地固坐标系下X、Y、Z方向上的星历误差(卫星星历位置与真实位置之间的误差)；
Figure BDA0002027033150000099
为监测站i到卫星j的单位方向矢量；ΔBj为卫星j的时钟误差(利用导航电文中的卫星时钟偏差修正后的残余误差)；
Figure BDA0002027033150000101
为残余误差，方差为
Figure BDA0002027033150000102
步骤五：卫星星历时钟改正数协方差矩阵解算
利用最小二乘法求解式(21)可以得到星历改正数
Figure BDA0002027033150000103
时钟改正数
Figure BDA0002027033150000104
和卫星星历时钟改正数协方差矩阵
Figure BDA0002027033150000105
Figure BDA0002027033150000106
Figure BDA0002027033150000107
其中，
Figure BDA0002027033150000108
Figure BDA0002027033150000109
Figure BDA00020270331500001010
M为观测到卫星j的监测站数量。
步骤六：DFRE解算
利用星历改正数
Figure BDA00020270331500001011
和时钟改正数
Figure BDA00020270331500001012
修正后的残差可表示为：
Figure BDA00020270331500001013
设修正残差在服务区域内的最大投影方向为
Figure BDA00020270331500001014
显然修正残差在服务区域内的投影满足：
Figure BDA00020270331500001015
其中，
Figure BDA00020270331500001016
Figure BDA00020270331500001017
为卫星j在最大投影方向上的单位方向矢量；
Figure BDA00020270331500001018
Figure BDA00020270331500001019
为卫星j到服务区域内用户user的单位方向矢量，
Figure BDA00020270331500001020
为卫星j到服务区域内用户user的距离，[xuser yuser zuser]T为用户user的位置。
在实际应用中虽然无法准确知道每一时刻的改正数修正残差，而卫星星历和时钟改正数的修正残差遵循零均值正态分布，其特性可以利用协方差矩阵
Figure BDA0002027033150000111
来反映。因此，修正残差在最大投影方向上的投影
Figure BDA0002027033150000112
满足均值为0、方差为
Figure BDA0002027033150000113
的标准正态分布，根据标准正态分布定义可得：
Figure BDA0002027033150000114
其中，P(·)为
Figure BDA0002027033150000115
的概率，Q(·)为标准正态分布的累积概率分布，
Figure BDA0002027033150000116
DFRE是修正残差在用户端的综合反映，需要对星历和时钟改正数在服务区域内的最大修正残差形成包络，则可得到DFRE为：
Figure BDA0002027033150000117

Claims (2)

1.一种用于星基增强系统的双频测距误差参数生成方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤1，M个监测站采集所监测到卫星的双频伪距观测量、双频载波相位观测量和导航电文，监测站i观测到卫星j在L1和L5频点上的伪距观测量分别为
Figure FDA0002027033140000011
和
Figure FDA0002027033140000012
Figure FDA0002027033140000013
在L1和L5频点上的载波相位观测量分别为
Figure FDA0002027033140000015
和
Figure FDA0002027033140000014
步骤2，对监测站i观测到卫星j的双频伪距观测量和双频载波相位观测量进行数据预处理，利用前若干采样时刻的载波观测量外推出当前时刻的观测量，并将此观测量与当前时刻接收机的载波相位观测量比较，如果差值没有超出设定门限则认为没有周跳出现，进而利用载波相位观测量对伪距观测量进行平滑；利用L1和L5频点平滑后的伪距观测量消除电离层延迟，得到消除电离层延迟后的伪距观测量
Figure FDA0002027033140000016
步骤3，利用导航电文播发的轨道参数和时钟参数计算卫星星历位置
Figure FDA0002027033140000017
和卫星时钟偏差
Figure FDA0002027033140000019
利用卫星星历位置和监测站位置计算星历距离
Figure FDA0002027033140000018
基于对流层干湿分量模型，利用监测站所处纬度计算对流层延迟估计
Figure FDA00020270331400000110
步骤4，将星历距离
Figure FDA00020270331400000111
卫星时钟偏差
Figure FDA00020270331400000112
和对流层延迟估计
Figure FDA00020270331400000113
从
Figure FDA00020270331400000114
中消除，得到伪距残差
Figure FDA00020270331400000115
步骤5，利用伪距残差
Figure FDA00020270331400000116
通过最小二乘法求解出星历改正数
Figure FDA00020270331400000118
时钟改正数
Figure FDA00020270331400000117
和卫星星历时钟改正数协方差矩阵
Figure FDA00020270331400000119
步骤6，将卫星星历时钟改正数协方差矩阵
Figure FDA00020270331400000120
在服务区域内的最大投影作为σDFRE，
Figure FDA00020270331400000121
其中
Figure FDA00020270331400000122
Figure FDA00020270331400000123
为卫星j到服务区域内用户user的单位方向矢量。
2.根据权利要求1所述的用于星基增强系统的双频测距误差参数生成方法，其特征在于：所述的M大于等于4。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110412633B (zh) * 2019-07-30 2021-06-08 广州市中海达测绘仪器有限公司 定位方法、装置、计算机设备和存储介质
CN111983641B (zh) * 2020-05-23 2022-04-19 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种用于实时生成北斗星基增强系统完好性参数的方法
CN111596315B (zh) * 2020-05-23 2022-07-22 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种用于实时监测双频多星座星基增强系统性能的方法
CN112099062B (zh) * 2020-08-25 2022-12-13 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种查找星历时钟改正数协方差矩阵最大投影方向的方法
US11585948B2 (en) * 2020-11-24 2023-02-21 Qualcomm Incorporated Ionospheric delay estimation for global navigation satellite system signals
CN115826016B (zh) * 2023-02-10 2023-05-09 长安大学 一种北斗双频星基增强改正数及完好性参数解算的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103370635A (zh) * 2011-01-14 2013-10-23 迪尔公司 用于确定时钟校正的方法和系统
CN105068088A (zh) * 2015-06-29 2015-11-18 北京航空航天大学 双频卫星导航星基增强系统可用性预测方法
CN106125110A (zh) * 2016-06-12 2016-11-16 中国科学院上海天文台 基于分区改正的星基增强系统定位精度提高方法
CN106468774A (zh) * 2016-09-09 2017-03-01 北京航空航天大学 一种应用于星基增强系统的星历星钟改正参数及空间信号完好性参数方法
CN107229061A (zh) * 2017-07-18 2017-10-03 武汉大学 一种基于低轨卫星的星地差分实时精密定位方法
CN109520512A (zh) * 2018-12-28 2019-03-26 上海海积信息科技股份有限公司 一种卫星精密定轨方法及装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5365593B2 (ja) * 2010-09-13 2013-12-11 日本電気株式会社 信頼度の高いｇｐｓ測位信号のみを用いた衛星航法補強システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103370635A (zh) * 2011-01-14 2013-10-23 迪尔公司 用于确定时钟校正的方法和系统
CN105068088A (zh) * 2015-06-29 2015-11-18 北京航空航天大学 双频卫星导航星基增强系统可用性预测方法
CN106125110A (zh) * 2016-06-12 2016-11-16 中国科学院上海天文台 基于分区改正的星基增强系统定位精度提高方法
CN106468774A (zh) * 2016-09-09 2017-03-01 北京航空航天大学 一种应用于星基增强系统的星历星钟改正参数及空间信号完好性参数方法
CN107229061A (zh) * 2017-07-18 2017-10-03 武汉大学 一种基于低轨卫星的星地差分实时精密定位方法
CN109520512A (zh) * 2018-12-28 2019-03-26 上海海积信息科技股份有限公司 一种卫星精密定轨方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李冉 等.北斗广域增强系统星钟和星历误差改正算法研究.《天文学进展》.2019,第37卷(第1期),第98-110页. *

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