CN110749907A - 一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法及其系统 - Google Patents

一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法及其系统 Download PDF

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CN110749907A
CN110749907A CN201911321292.8A CN201911321292A CN110749907A CN 110749907 A CN110749907 A CN 110749907A CN 201911321292 A CN201911321292 A CN 201911321292A CN 110749907 A CN110749907 A CN 110749907A
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周洪峰
孙红星
李石平
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    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/23Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements

Abstract

本发明提供一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,包括:步骤S1,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分滤波,求取其相位变率作为该时刻的多普勒观测值;步骤S2,通过所述多普勒观测值以及卫星与接收机之间的几何位置关系构建方程,求解接收机速度;步骤S3,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间的积分求得基线误差补偿改正数;步骤S4,通过所述基线误差补偿改正数对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果。本发明通过BDS多普勒测速结果对钟差进行补偿,进而能够得到更高精度的基线解算结果,以便应对高动态和多复杂性的移动编队等应用需求。

Description

一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种钟差补偿方法,尤其涉及一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,并涉及采用了该基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法的钟差补偿系统。
背景技术
随着北斗卫星系统(BDS)定位技术与各行业更深入的结合,常规的静动型实时动态差分定位(RTK)技术已不能完全满足应用需求,流动站和基准站均移动的动态相对动态(动动)定位技术应运而生,而联动目标的动动定位指的是在一个系统中多个运动物体同时保持相对运动的状态,即多目标动动定位。尤其是在飞机、车辆和舰船编队作业等应用中,要求的是目标多、间隔小、速度快和要求精确可信的位置服务。而国内对动动定位,尤其是多目标的动动定位的研究很少。同时,由于接收机存在钟差,导致接收机观测数据所对应的时刻并不是准确的系统时间,而是含有钟差的时刻。
因此,围绕北斗卫星导航系统,各种应用技术问题愈发凸显,针对当下对于位置服务需求高动态、多复杂和多随机的特性,如何满足其需求成了亟待解决的问题。特别是在当下联动目标移动编队领域的需求更是需要解决,以单一目标为基准的定位服务时代会逐渐被取代为多源异构多节点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种基于北斗动定位并利用多普勒差分测速信息接收机实现钟差补偿的方法,并提供相应的钟差补偿系统。
对此,本发明提供一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,包括:
步骤S1,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分,求取其相位变率作为该时刻的多普勒观测值;
步骤S2,通过所述多普勒观测值以及卫星与接收机之间的几何位置关系构建方程,求解接收机速度;
步骤S3,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间的积分求得基线误差补偿改正数;
步骤S4,通过所述基线误差补偿改正数对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S3中,通过公式
Figure 130169DEST_PATH_IMAGE001
求得所述基线误 差补偿改正数,其中,
Figure 965062DEST_PATH_IMAGE003
为多普勒测速结果,
Figure 438900DEST_PATH_IMAGE004
为时间积累量。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S4中,在T时刻,通过公式
Figure 315589DEST_PATH_IMAGE005
对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果
Figure 216680DEST_PATH_IMAGE006
,其中,
Figure 280451DEST_PATH_IMAGE007
为接收机节点 R的基线误差补偿改正数,
Figure 557980DEST_PATH_IMAGE008
为接收机节点B的基线误差补偿改正数,
Figure 430121DEST_PATH_IMAGE009
为接收机节点R 与接收机节点B之间的三维坐标基线向量。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S2中,通过公式构建伪距观测 量方程,其中,
Figure 587269DEST_PATH_IMAGE011
为伪距观测量,
Figure 652177DEST_PATH_IMAGE012
为系数矩阵,
Figure 644403DEST_PATH_IMAGE013
为接收机相位中心坐标以及卫星到接收机 时间的表达式,
Figure 152876DEST_PATH_IMAGE014
Figure 456819DEST_PATH_IMAGE015
为剩余误差和,xyz是地面待测点的空间坐标。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S1中,卫星采集载波相位观测数据的过程为 通过卫星的瞬时位置以及卫星与地面待测点之间的距离来求得地面待测点的位置;所述步 骤S2中,将构建的伪距观测量方程替换为双差伪距观测量方程
Figure 810571DEST_PATH_IMAGE016
,其中,
Figure 516359DEST_PATH_IMAGE017
为双差测相伪距观测量,
Figure 664574DEST_PATH_IMAGE012
为系数矩阵,
Figure 596758DEST_PATH_IMAGE009
为接收机节点R与接收机节点B之间的三维 坐标基线向量,
Figure 3469DEST_PATH_IMAGE018
Figure 577145DEST_PATH_IMAGE019
为双差测相对应的剩余误差和。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S1中的,对所述载波相位观测值进行差分,并 求取其相位变化率的过程为:北斗接收机与卫星之间的相对运动产生多普勒效应,使得接 收机接受到的GPS信号与卫星发射的原始载波信号频率不一样,两者之差成为多普勒频移; 由多普勒效应理论可推导如下公式
Figure 817634DEST_PATH_IMAGE020
,其中,为接收机与卫星之间的距离变化率,
Figure 57302DEST_PATH_IMAGE022
为光速,
Figure 878627DEST_PATH_IMAGE023
为频率,
Figure 149072DEST_PATH_IMAGE024
为多普勒频移。
具体的,载波相位差分定位技术是在基准站上安置一台GPS接收机,对卫星进行连续观测,并通过无线电传输设备实时地将观测数据及观测站坐标信息传送给用户站;用户站在接收卫星信号的同时通过无线接收设备接收基准站信息,根据相对定位原理实时处理数据并以cm级精度给出用户站的三维坐标。载波相位差分定位技术可分为修正法和求差法:前者将载波相位的修正量发送给用户站,对用户站的载波相位进行改正实现定位;后者将基准站的载波相位发送给用户,由用户站将观测值求差进行坐标解算。
星站间的相位差值由三部分组成,即通过公式
Figure 665635DEST_PATH_IMAGE025
求取 相位差值以实现差分滤波,式中
Figure 89980DEST_PATH_IMAGE027
为起始整周模糊度,
Figure 547637DEST_PATH_IMAGE028
为从起始时刻至 观测时刻的整周变化值,
Figure 800764DEST_PATH_IMAGE029
为观测相位的小数部分。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S2中,求解接收机速度的过程为:通过公式
Figure 493914DEST_PATH_IMAGE030
求解接收机的速度,其中,
Figure 214380DEST_PATH_IMAGE032
为伪距变化率,
Figure 954803DEST_PATH_IMAGE033
为接收机到卫星j的方向余弦,
Figure 61430DEST_PATH_IMAGE034
为卫星j的速度。
更为具体的,假设北斗卫星为j,接收机为i,在任意一时刻的多普勒观测方程为:
Figure 570909DEST_PATH_IMAGE035
,其中λ为波长,
Figure 229423DEST_PATH_IMAGE036
表示北斗卫星j的多普勒频 移观测值,
Figure 207875DEST_PATH_IMAGE037
表示光速,
Figure 242827DEST_PATH_IMAGE038
为接收机的钟差变化率,
Figure 872391DEST_PATH_IMAGE039
为北斗卫星j的钟差变化率,
Figure 577173DEST_PATH_IMAGE040
Figure 167555DEST_PATH_IMAGE041
分别为电离层和对流层的时延变化率,
Figure 130831DEST_PATH_IMAGE042
为观测噪声,
Figure 97126DEST_PATH_IMAGE043
为伪距变化率。
伪距变化率
Figure 363022DEST_PATH_IMAGE032
可以表示为下式:
Figure 299754DEST_PATH_IMAGE030
,其中,
Figure 551875DEST_PATH_IMAGE044
表示北斗卫 星j的速度,可以通过北斗卫星的导航电文解算得到;
Figure 765819DEST_PATH_IMAGE045
表示接收机的速度,
Figure 327250DEST_PATH_IMAGE046
表示接收机到北斗卫星j的方向余弦,可以由接收机的三维位置和北斗卫星的位置共同确 定,因此,在测速解算中,应首先解算接收机所在载体的初略位置,可通过伪距单点定位实 现。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S3中,通过所述接收机速度对实时位移进行 解算的过程为:通过公式
Figure 502011DEST_PATH_IMAGE047
计算出实时位移
Figure 682456DEST_PATH_IMAGE048
Figure 875540DEST_PATH_IMAGE049
为通过伪距测量得到的位置坐标,
Figure 93026DEST_PATH_IMAGE050
为误差补偿项。由于在目标移动过程中通过伪距测量得到的位置坐标,经过
Figure 145296DEST_PATH_IMAGE051
时间 后,已经发生了位置偏移,利用接收机速度
Figure 722908DEST_PATH_IMAGE031
求得
Figure 789739DEST_PATH_IMAGE051
时间内的位移误差,即求得误差补偿项
Figure 568339DEST_PATH_IMAGE050
,进而将误差补偿项
Figure 966960DEST_PATH_IMAGE050
与原始位居观测误差相加,即可得到实时位移
Figure 98995DEST_PATH_IMAGE052
, 其中,误差补偿项
Figure 407617DEST_PATH_IMAGE053
是接收机速度,
Figure 216173DEST_PATH_IMAGE054
本发明还提供一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿系统,采用了如上所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,并包括:
载波相位观测数据采集模块,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分滤波,求取其相位变率作为该时刻的多普勒观测值;
方程构建模块,通过所述多普勒观测值以及卫星与接收机之间的几何位置关系构建方程,求解接收机速度;
基线误差补偿改正计算模块,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间的积分求得基线误差补偿改正数;
基线补偿模块,通过所述基线误差补偿改正数对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:通过BDS多普勒测速结果对钟差进行补偿,以实现接收机存在钟差而导致的基线误差补偿,通过利用多普勒观测值(即载波相位变化率)来确定其速度,进而得到更高精度的基线解算结果,以应对高动态和多复杂性的移动编队需求,满足北斗卫星系统(BDS)定位技术与各行业深入结合中动态相对动态定位技术的应用需求。
附图说明
图1是本发明一种实施例的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1所示,本例提供一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,包括:
步骤S1,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分滤波,求取其相位变率作为该时刻的多普勒观测值;
步骤S2,通过所述多普勒观测值以及卫星与接收机之间的几何位置关系构建方程,求解接收机速度;
步骤S3,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间的积分求得基线误差补偿改正数;
步骤S4,通过所述基线误差补偿改正数对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果。
本例所述步骤S1中,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分滤 波,并求取其相位变率的过程为:北斗接收机与卫星之间的相对运动产生多普勒效应,使得 接收机接受到的GPS信号与卫星发射的原始载波信号频率不一样,两者之差成为多普勒频 移;由多普勒效应理论可推导如下公式
Figure 587242DEST_PATH_IMAGE020
,其中,
Figure 913181DEST_PATH_IMAGE021
为接收机与卫星之间的距离变 化率,
Figure 935364DEST_PATH_IMAGE022
为光速,
Figure 665554DEST_PATH_IMAGE023
为频率,
Figure 179712DEST_PATH_IMAGE024
为多普勒频移。
具体的,载波相位差分定位技术是在基准站上安置一台GPS接收机,对卫星进行连续观测,并通过无线电传输设备实时地将观测数据及观测站坐标信息传送给用户站;用户站在接收卫星信号的同时通过无线接收设备接收基准站信息,根据相对定位原理实时处理数据并以cm级精度给出用户站的三维坐标。载波相位差分定位技术可分为修正法和求差法:前者将载波相位的修正量发送给用户站,对用户站的载波相位进行改正实现定位;后者将基准站的载波相位发送给用户,由用户站将观测值求差进行坐标解算。
星站间的相位差值由三部分组成,即通过公式
Figure 902817DEST_PATH_IMAGE025
求取 相位差值
Figure 527309DEST_PATH_IMAGE026
以实现差分滤波,式中
Figure 84192DEST_PATH_IMAGE027
为起始整周模糊度,
Figure 679122DEST_PATH_IMAGE028
为从起始时刻至 观测时刻的整周变化值,
Figure 956650DEST_PATH_IMAGE029
为观测相位的小数部分。
本例所述步骤S2中,通过步骤S1获得的卫星与接收机之间多普勒观测量,以及卫 星与接收机之间的几何位置关系构建方程,进而求解接收机速度,然后据此解算测站的速 度,其详细的实现过程如下:通过公式
Figure 828791DEST_PATH_IMAGE030
求解接收机的速度
Figure 415630DEST_PATH_IMAGE031
,其 中,
Figure 638801DEST_PATH_IMAGE032
为伪距变化率,
Figure 454442DEST_PATH_IMAGE033
为接收机到卫星j的方向余弦,为卫星j的速度。
更为具体的,假设北斗卫星为j,接收机为i,在任意一时刻的多普勒观测方程为:
Figure 283038DEST_PATH_IMAGE055
,其中λ为波长,
Figure 586980DEST_PATH_IMAGE036
表示北斗卫星j的多普勒频 移观测值,
Figure 197522DEST_PATH_IMAGE037
表示光速,
Figure 309835DEST_PATH_IMAGE038
为接收机的钟差变化率,
Figure 972897DEST_PATH_IMAGE039
为北斗卫星j的钟差变化率,
Figure 780447DEST_PATH_IMAGE040
Figure 62524DEST_PATH_IMAGE041
分别为电离层和对流层的时延变化率,
Figure 888398DEST_PATH_IMAGE042
为观测噪声,
Figure 738673DEST_PATH_IMAGE043
为伪距变化率。
伪距变化率
Figure 158153DEST_PATH_IMAGE032
可以表示为下式:
Figure 368555DEST_PATH_IMAGE030
,其中,
Figure 65246DEST_PATH_IMAGE044
表示北斗卫 星j的速度,可以通过北斗卫星的导航电文解算得到;
Figure 211057DEST_PATH_IMAGE045
表示接收机的速度,
Figure 242467DEST_PATH_IMAGE046
表示接收机到北斗卫星j的方向余弦,可以由接收机的三维位置和北斗卫星的位置共同确 定,因此,在测速解算中,应首先解算接收机所在载体的初略位置,可通过伪距单点定位实 现。
本例所述步骤S3中,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间 的积分求得补偿值,从而得到高精度基线解算结果。但在实时位移解算时,需要对节点速度 进行积分,而积分过程对误差非常敏感,速度中一项极小的误差,可能使位移产生较大的偏 移,因此需要进行各项改正。其详细的结算过程为:通过公式
Figure 473203DEST_PATH_IMAGE047
计算出实时位 移
Figure 414615DEST_PATH_IMAGE048
为通过伪距测量得到的位置坐标,
Figure 594240DEST_PATH_IMAGE050
为误差补偿项。由于在目标移动过程中通过 伪距测量得到的位置坐标,经过
Figure 287390DEST_PATH_IMAGE051
时间后,已经发生了位置偏移,利用接收机速度求 得
Figure 305341DEST_PATH_IMAGE051
时间内的位移误差,即求得误差补偿项
Figure 45764DEST_PATH_IMAGE050
,进而将误差补偿项
Figure 11446DEST_PATH_IMAGE050
与原始位居观测 误差相加,即可得到实时位移
Figure 537237DEST_PATH_IMAGE052
,其中,误差补偿项 的计算公式中,是接 收机速度,
Figure 530119DEST_PATH_IMAGE054
本例所述步骤S4通过BDS多普勒测速结果对钟差进行补偿,从而为得到更高精度基线解算结果,以应对高动态和多复杂性的移动编队需求。
更为具体的,卫星测量通过卫星的瞬时位置和地面待测点的距离来求得地面待测 点的位置,而地面的位置由空间坐标表示(xyz),即有三个未知数,每个未知数一个方程, 这样就有三个方程,三个方程需要三颗卫星的瞬时位置;还有就是卫星钟和北斗接收机的 石英钟不是同步的,这样就会出现另一个未知数-钟差,即时间t,因此,本例将方程联立线 性化得到
Figure 995867DEST_PATH_IMAGE010
也就是说,本例所述步骤S2中,通过公式
Figure 427985DEST_PATH_IMAGE010
构建伪距观测量方程, 其中,为伪距观测量,
Figure 928685DEST_PATH_IMAGE012
为系数矩阵,
Figure 865417DEST_PATH_IMAGE013
为接收机相位中心坐标以及卫星到接收机时间 的表达式,
Figure 597060DEST_PATH_IMAGE015
为观测误差和和,xyz是地面待测点的空间坐标;所 述系数矩阵
Figure 158492DEST_PATH_IMAGE012
为根据用户需要进行自定义设计的矩阵。观测误差和
Figure 457886DEST_PATH_IMAGE015
可以根据实际情况和 要求进行设置。
更为优选的,本例所述步骤S1中,卫星采集载波相位观测数据的过程为通过卫星 的瞬时位置以及卫星与地面待测点之间的距离来求得地面待测点的位置;所述步骤S2中, 将构建的伪距观测量方程替换为双差伪距观测量方程
Figure 979610DEST_PATH_IMAGE016
,其中,为双差测相伪距观测量,
Figure 45972DEST_PATH_IMAGE012
为系数矩阵,
Figure 708028DEST_PATH_IMAGE009
为接收机节点R与接收机节点B之间的三维 坐标基线向量,
Figure 285640DEST_PATH_IMAGE018
Figure 739755DEST_PATH_IMAGE019
为双差测相对应的剩余误差和。
本例所述步骤S3中,优选通过公式
Figure 128142DEST_PATH_IMAGE001
求得所述基线误差补偿改正数
Figure 526763DEST_PATH_IMAGE002
,其中,为多普勒测速结果,为时间积累量。
本例所述步骤S4中,在T时刻,通过公式
Figure 775976DEST_PATH_IMAGE005
对多普勒测速结果 进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果,其中,
Figure 487633DEST_PATH_IMAGE007
为接收机节点R的基线误差补偿改 正数,
Figure 509815DEST_PATH_IMAGE008
为接收机节点B的基线误差补偿改正数,
Figure 240005DEST_PATH_IMAGE009
为接收机节点R与接收机节点B之间 的三维坐标基线向量。
本例还提供一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿系统,采用了如上所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,并包括:
载波相位观测数据采集模块,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分滤波,求取其相位变率作为该时刻的多普勒观测值;
方程构建模块,通过所述多普勒观测值以及卫星与接收机之间的几何位置关系构建方程,求解接收机速度;
基线误差补偿改正计算模块,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间的积分求得基线误差补偿改正数;
基线补偿模块,通过所述基线误差补偿改正数对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果。
综上所述,本例通过BDS多普勒测速结果对钟差进行补偿,以实现接收机存在钟差而导致的基线误差补偿,通过利用多普勒观测值(即载波相位变化率)来确定其速度,进而得到更高精度的基线解算结果,以应对高动态和多复杂性的移动编队需求,满足北斗卫星系统(BDS)定位技术与各行业深入结合中动态相对动态定位技术的应用需求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,包括:
步骤S1,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分滤波,求取其相位变率作为该时刻的多普勒观测值;
步骤S2,通过所述多普勒观测值以及卫星与接收机之间的几何位置关系构建方程,求解接收机速度;
步骤S3,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间的积分求得基线误差补偿改正数;
步骤S4,通过所述基线误差补偿改正数对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果。
2.根据权利要求1所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,所述步骤S3中,通过公式
Figure DEST_PATH_IMAGE002
求得所述基线误差补偿改正数
Figure DEST_PATH_IMAGE004
,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为多普勒测速结果,
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为时间积累量。
3.根据权利要求2所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,所述步骤S4中,在T时刻,通过公式
Figure DEST_PATH_IMAGE010
对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果
Figure DEST_PATH_IMAGE012
,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为接收机节点R的基线误差补偿改正数,
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为接收机节点B的基线误差补偿改正数,
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为接收机节点R与接收机节点B之间的三维坐标基线向量。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,所述步骤S2中,通过公式
Figure DEST_PATH_IMAGE020
构建伪距观测量方程,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为伪距观测量,
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为系数矩阵,
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为接收机相位中心坐标以及卫星到接收机时间,
Figure DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为剩余误差和,xyz是地面待测点的空间坐标。
5.根据权利要求4所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,所述步骤S1中,卫星采集载波相位观测数据的过程为通过卫星的瞬时位置以及卫星与地面待测点之间的距离来求得地面待测点的位置;所述步骤S2中,将构建的伪距观测量方程替换为双差伪距观测量方程
Figure DEST_PATH_IMAGE032
,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为双差测相伪距观测量,为系数矩阵,
Figure 346595DEST_PATH_IMAGE018
为接收机节点R与接收机节点B之间的三维坐标基线向量,
Figure DEST_PATH_IMAGE036
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为双差测相对应的剩余误差和。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,所述步骤S1中的,对所述载波相位观测值进行差分滤波,并求取其相位变率的过程为:北斗接收机与卫星之间的相对运动产生多普勒效应,使得接收机接受到的GPS信号与卫星发射的原始载波信号频率不一样,两者之差成为多普勒频移;由多普勒效应理论可推导如下公式
Figure DEST_PATH_IMAGE040
,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为接收机与卫星之间的距离变化率,
Figure DEST_PATH_IMAGE044
为光速,
Figure DEST_PATH_IMAGE046
为频率,
Figure DEST_PATH_IMAGE048
为多普勒频移。
7.根据权利要求4所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,所述步骤S2中,求解接收机速度的过程为:通过公式求解接收机的速度
Figure DEST_PATH_IMAGE052
,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE054
为伪距变化率,
Figure DEST_PATH_IMAGE056
为接收机到北斗卫星j的方向余弦,
Figure DEST_PATH_IMAGE058
为北斗卫星j的速度。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,其特征在于,所述步骤S3中,通过所述接收机速度对实时位移进行解算的过程为:通过公式
Figure DEST_PATH_IMAGE060
计算出实时位移
Figure DEST_PATH_IMAGE062
,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE064
为通过伪距测量得到的位置坐标,
Figure DEST_PATH_IMAGE066
为误差补偿项。
9.一种基于北斗动定位中接收机的钟差补偿系统,其特征在于,采用了如权利要求1至8任意一项所述的基于北斗动定位中接收机的钟差补偿方法,并包括:
载波相位观测数据采集模块,采集载波相位观测数据,对所述载波相位观测值进行差分滤波,求取其相位变率作为该时刻的多普勒观测值;
方程构建模块,通过所述多普勒观测值以及卫星与接收机之间的几何位置关系构建方程,求解接收机速度;
基线误差补偿改正计算模块,通过所述接收机速度对实时位移进行解算,通过速度对时间的积分求得基线误差补偿改正数;
基线补偿模块,通过所述基线误差补偿改正数对多普勒测速结果进行钟差补偿,得到补偿后的基线解算结果。
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