CN110865401A - 评估伪距测量偏差对卫星tgd参数解算精度影响的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法，包括：分别使用两个测站的并置接收机对北斗卫星进行零基线观测，获取renix观测数据；利用所述观测数据，求得所有北斗卫星B1、B2、B3频点相对伪距测量偏差；继续利用所述并置接收机进行观测，得到所有卫星和所使用接收机在不进行伪距测量偏差改正情形下的硬件时间延迟；利用修正后的伪距，精密电离层格网信息并添加硬件时间延迟之和为零的约束条件，对硬件时间延迟进行解算；分析伪距测量偏差对硬件时间延迟改正的影响。本发明不仅可以评估伪距测量偏差对卫星硬件时间延迟解算的影响，还可以获得高精度的卫星硬件时间延迟。

Description

评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，具体地说，特别涉及一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法。
背景技术
随着北斗系统的建设，北斗系统的服务性能不断提升，从前关注度不高的伪距测量偏差也逐步成为制约北斗精密导航定位的重要因素。
星上信号发射通道故障会导致导航信号的畸变。健康卫星的下行导航信号同样会偏离理想的波形，导致接收机测量的伪距产生常数的测量偏差，即伪距测量偏差。有文献指出，GPS卫星下行信号的非理想状态导致不同技术状态(或者不同厂家)的接收机在测量卫星下行信号时导致常数测距偏差。该常数测距偏差针对WAAS的L1/L5双频用户不可忽略，是影响WAAS系统L1/L5双频用户定位精度提升的重要误差源。除此之外，也有相关文献报道了GLONASS和GALILEO卫星伪距测量均包含分米级的常数偏差。
经理论和实验分析，伪距测量偏差作为一种伪距测量误差，不仅会直接影响到北斗导航定位精度，而且会间接影响到卫星硬件时间延迟的解算，进而对卫星导航定位产生影响。
目前，很多机构在解算卫星硬件时间延迟参数时，并未对接收机的伪距测量偏差进行修正，这将损失卫星硬件时间延迟的解算精度。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法，包括以下步骤：
步骤一：分别使用第一测站和第二测站的并置接收机对北斗卫星进行零基线观测，获取观测数据；
步骤二：利用所述观测数据，通过先星间差分后站间差分的方式，求得所有北斗卫星B1、B2、B3频点相对伪距测量偏差；
步骤三：继续利用所述并置接收机进行观测，得到所有卫星和所使用接收机在不进行伪距测量偏差改正情形下的硬件时间延迟；
步骤四：利用步骤二计算得到的伪距测量偏差对伪距观测量进行修正，按照步骤三的策略，利用修正后的伪距，精密电离层格网信息并添加硬件时间延迟之和为零的约束条件，对硬件时间延迟进行解算；
步骤五：以MGEX提供的卫星硬件时间延迟产品作为基准，分别评估进行伪距测量偏差改正和不进行伪距测量偏差改正，卫星硬件时间延迟的精度，进而分析伪距测量偏差对硬件时间延迟改正的影响。
进一步地，所述步骤三具体为：
继续利用所述并置接收机进行观测，获取北斗卫星B1频点、B2频点、B3频点的观测数据，分别将各卫星B1频点和B2频点的伪距观测量与B3频点的伪距观测量做差得到伪距差，再利用电离层精密格网信息，内插得到测站天顶的电离层延迟量，利用伪距差和电离层延迟量再添加卫星硬件时间延迟之和为零的约束条件，便可求解得到所有卫星和所使用接收机在不进行伪距测量偏差改正情形下的硬件时间延迟。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明提供一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法，该方法不仅可以评估伪距测量偏差对卫星硬件时间延迟解算的影响，还可以获得高精度的卫星硬件时间延迟。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供了一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法，参见图1，包括以下步骤：
S100：分别使用两个测站的并置接收机对北斗卫星进行零基线观测，获取观测数据；
具体地，所述观测数据为Renix观测数据；Renix为一种导航数据的格式，该格式为了计算时方便读取。
S200：利用所述观测数据，通过先星间差分后站间差分的方式，求得所有北斗卫星B1、B2、B3频点相对伪距测量偏差；
S300：继续利用所述并置接收机进行观测，得到所有卫星和所使用接收机在不进行伪距测量偏差改正情形下的硬件时间延迟；
S400：利用步骤二计算得到的伪距测量偏差对伪距观测量进行修正，按照步骤三的策略，利用修正后的伪距，精密电离层格网信息并添加硬件时间延迟之和为零的约束条件，对硬件时间延迟进行解算；
S500：以MGEX提供的卫星硬件时间延迟产品作为基准，分别评估进行伪距测量偏差改正和不进行伪距测量偏差改正，卫星硬件时间延迟的精度，进而分析伪距测量偏差对硬件时间延迟改正的影响。
具体地，步骤三具体为：
继续利用所述并置接收机进行观测，获取北斗卫星B1频点、B2频点、B3频点的观测数据，分别将各卫星B1频点和B2频点的伪距观测量与B3频点的伪距观测量做差得到伪距差，再利用电离层精密格网信息，内插得到测站天顶的电离层延迟量，利用伪距差和电离层延迟量再添加卫星硬件时间延迟之和为零的约束条件，便可求解得到所有卫星和所使用接收机在不进行伪距测量偏差改正情形下的硬件时间延迟。
本实施例中，选用两个测站的数据主要是为了减弱单测站观测带来的随机性，在每一测站并置两台接收机进行观测主要是由于，当两台接收机距离足够接近，两台接收机所受电离层延迟、对流层延迟与相对论效应延迟可认为是没有差异的，而卫星端误差项与接收机端误差项可通过相互作差而消除。因此对两台接收机的观测数据进行先卫星间作差再接收机间作差的双差计算，可将接收机与卫星钟差、接收机与卫星频间差、电离层延迟、对流层延迟、相对论效应延迟等误差项消除。而所剩余的多路径效应在长弧段内可视作零均值，这样做差后的剩余项即为两颗卫星之间的伪距测量偏差。
本实施例中，提供了伪距测量偏差对卫星硬件时间延迟精度解算影响的理论分析，具体如下：
伪距测量偏差不仅不能被TGD/DCB参数吸收，伪距偏差的存在还会影响到TGD参数的解算，本实施例将从理论上推导伪距测量偏差对TGD参数解算的影响。
在忽略伪距测量中噪声和多径的情况下，B1、B2、B3频点的伪距观测方程如下：
Figure BDA0002247621140000041
Figure BDA0002247621140000042
Figure BDA0002247621140000043
上式中，
Figure BDA0002247621140000044
分别表示B1、B2、B3频点对第i颗卫星的伪距观测值，ρi表示第i颗卫星和测站之间的真实距离，Δtr表示测站的钟差，Δts表示卫星的钟差，IFB1、IFB2分别表示B1、B2频点的接收机硬件延迟。TGD1i和TGD2i分别表示第i颗卫星B1频点和B2频点的卫星硬件延迟。dtrop表示测量过程中的对流层延迟，三个频点的对流层延迟相同。
Figure BDA0002247621140000045
分别表示B1、B2、B3频点的电离层延迟量，其中TEC表示信号传播路径上的总电子含量,TEC的值可以通过精确的电离层模型获取。
Figure BDA0002247621140000046
分别表示B1、B2、B3频点的伪距测量偏差。
将上述伪距观测方程做差，可得：
Figure BDA0002247621140000051
Figure BDA0002247621140000052
令
Figure BDA0002247621140000053
并整理上式可得：
Figure BDA0002247621140000054
Figure BDA0002247621140000055
令
Figure BDA0002247621140000056
得：
IFB1+TGD1i＝Bias1(i)
IFB2+TGD2i＝Bias2(i)
由于同一接收机对所有卫星的硬件延迟是相同的，所以对所有卫星的IFB和TGD组合求和，可得：
n·IFB1+∑TGD1(i)＝∑Bias1(i)
n·IFB2+∑TGD2(i)＝∑Bias2(i)
对硬件延迟组合添加所有卫星TGD参数为零的约束条件，即∑TGD1(i)＝0、∑TGD2(i)＝0,可得：
Figure BDA0002247621140000057
Figure BDA0002247621140000058
Figure BDA0002247621140000059
Figure BDA00022476211400000510
上式中，∑Bias1(i)和∑Bias2(i)中包含伪距测量偏差且无法抵消，综上伪距测量偏差会影响TGD参数的解算。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明提供一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法，该方法不仅可以评估伪距测量偏差对卫星硬件时间延迟解算的影响，还可以获得高精度的卫星硬件时间延迟。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种评估伪距测量偏差对卫星TGD参数解算精度影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：分别使用第一测站和第二测站的并置接收机对北斗卫星进行零基线观测，获取观测数据；
步骤二：利用所述观测数据，通过先星间差分后站间差分的方式，求得所有北斗卫星B1、B2、B3频点相对伪距测量偏差；
步骤三：继续利用所述并置接收机进行观测，得到所有卫星和所使用接收机在不进行伪距测量偏差改正情形下的硬件时间延迟；
步骤四：利用步骤二计算得到的伪距测量偏差对伪距观测量进行修正，按照步骤三的策略，利用修正后的伪距，精密电离层格网信息并添加硬件时间延迟之和为零的约束条件，对硬件时间延迟进行解算；
步骤五：以MGEX提供的卫星硬件时间延迟产品作为基准，分别评估进行伪距测量偏差改正和不进行伪距测量偏差改正，卫星硬件时间延迟的精度，进而分析伪距测量偏差对硬件时间延迟改正的影响。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三具体为：
继续利用所述并置接收机进行观测，获取北斗卫星B1频点、B2频点、B3频点的观测数据，分别将各卫星B1频点和B2频点的伪距观测量与B3频点的伪距观测量做差得到伪距差，再利用电离层精密格网信息，内插得到测站天顶的电离层延迟量，利用伪距差和电离层延迟量再添加卫星硬件时间延迟之和为零的约束条件，便可求解得到所有卫星和所使用接收机在不进行伪距测量偏差改正情形下的硬件时间延迟。
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