CN111045034B - 基于广播星历的gnss多系统实时精密时间传递方法及系统 - Google Patents

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CN111045034B CN201911283969.3A CN201911283969A CN111045034B CN 111045034 B CN111045034 B CN 111045034B CN 201911283969 A CN201911283969 A CN 201911283969A CN 111045034 B CN111045034 B CN 111045034B
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/08—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing integrity information, e.g. health of satellites or quality of ephemeris data

Abstract

本发明实施例提供一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法及系统，该方法包括：获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星的观测数据；根据广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；根据GNSS共视卫星的观测数据，获取GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；根据站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；根据误差方程和法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以用于进行实时精密时间传递。本发明实施例提高了GNSS实时精密时间传递的精度和便利性。

Description

基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法及系统
技术领域
本发明涉及精密授时、时间同步和时频传递技术领域，尤其涉及一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法及系统。
背景技术
精密时间传递是建立和维持时间框架的关键环节，在科学研究、军事、金融、通信、导航、电力等领域具有十分重要的作用。
GNSS时间传递技术具有低成本、高精度、全天候和全球性的优点，具有广泛的应用前景。随着社会与科技的发展，对实时精密时间传递的需求越来越高。现有的GNSS实时时间传递技术，多采用预报精密星历和实时精密星历进行时间传递，但是，预报精密星历和实时精密星历均需要通过互联网获取，而无法从GNSS信号中解码得到，导致GNSS实时精密时间传递的便利性较差。
因此，现在亟需一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法及系统来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法，包括：
获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；
根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历、接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；
根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；
根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
进一步地，在所述获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历之后，所述方法还包括：
将GNSS观测数据中存在粗差的GNSS卫星剔除，以使得每个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据来源于不存在粗差的GNSS卫星；
其中，所述GNSS观测数据包括GPS双频伪距和相位观测值、BDS双频伪距和相位观测值、GLONASS双频伪距和相位观测值。
进一步地，所述根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，包括：
获取所述广播星历的轨道信息和钟差数据；
根据所述轨道信息、所述钟差数据、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取对应卫星的信号发射时刻坐标。
进一步地，所述站间单差观测方程为：
Figure BDA0002317506210000021
Figure BDA0002317506210000022
Figure BDA0002317506210000023
Figure BDA0002317506210000024
Figure BDA0002317506210000025
Figure BDA0002317506210000026
其中，g、c和r分别表示GPS、BDS和GLONASS的卫星标识；a和b表示GNSS接收机标识；
Figure BDA0002317506210000031
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000032
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure BDA0002317506210000033
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure BDA0002317506210000034
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；Δtab表示无电离层组合的GNSS接收机a和GNSS接收机b之间的相对钟差；
Figure BDA0002317506210000035
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure BDA0002317506210000036
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000037
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure BDA0002317506210000038
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure BDA0002317506210000039
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure BDA00023175062100000310
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure BDA00023175062100000311
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和BDS间的单差系统偏差；
Figure BDA00023175062100000312
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000313
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure BDA00023175062100000314
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure BDA00023175062100000315
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure BDA00023175062100000316
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure BDA00023175062100000317
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和GLONASS间的单差系统偏差，ΔIFBab表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GLONASS单差伪距频间偏差系数，ε表示单差观测值噪声，nr表示GOLNASS的卫星频率号；
Figure BDA00023175062100000318
Figure BDA0002317506210000041
Figure BDA0002317506210000042
Figure BDA0002317506210000043
Figure BDA0002317506210000044
Figure BDA0002317506210000045
Figure BDA0002317506210000046
Figure BDA0002317506210000047
Figure BDA0002317506210000048
Figure BDA0002317506210000049
Figure BDA00023175062100000410
Figure BDA00023175062100000411
其中，
Figure BDA00023175062100000412
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000413
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000414
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000415
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000416
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA0002317506210000051
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA0002317506210000052
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure BDA0002317506210000053
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fg,1表示GPS卫星对应的L1载波频率，fg,2表示GPS卫星对应的L2载波频率；
Figure BDA0002317506210000054
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000055
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000056
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000057
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000058
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA0002317506210000059
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100000510
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100000511
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fc,1表示BDS卫星对应的L1载波频率，fc,2表示BDS卫星对应的L2载波频率；
Figure BDA00023175062100000512
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000513
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000514
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000515
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100000516
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100000517
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100000518
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100000519
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fr,1表示GLONASS卫星对应的L1载波频率，fr,2表示GLONASS卫星对应的L2载波频率；(xa,ya,za)表示GNSS接收机a的精确坐标，(xb,yb,zb)表示GNSS接收机b的精确坐标；
Figure BDA0002317506210000061
表示基于GNSS接收机a对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure BDA0002317506210000062
表示基于GNSS接收机b对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure BDA0002317506210000063
表示基于GNSS接收机a对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure BDA0002317506210000064
表示基于GNSS接收机b对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure BDA0002317506210000065
表示基于GNSS接收机a对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure BDA0002317506210000066
表示基于GNSS接收机b对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure BDA0002317506210000067
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000068
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000069
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000610
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000611
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000612
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000613
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000614
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000615
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000616
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000617
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100000618
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；TD,a表示GNSS接收机a的天顶对流层干延迟；TD,b表示GNSS接收机b的天顶对流层干延迟；TW,a表示GNSS接收机a的天顶对流层湿延迟；TW,b表示GNSS接收机b的天顶对流层湿延迟。
进一步地，在所述根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程之后，所述方法还包括：
对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，以根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程；对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，具体包括：
对所述单差无电离层组合伪距观测值和所述单差无电离层组合相位观测值中的地球自转效应误差、卫星天线相位中心偏差、卫星天线相位中心变化、接收机天线相位中心偏差、接收机天线相位中心变化、相对论效应、引力延迟、相位缠绕和对流层干延迟进行修正，得到误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值。
进一步地，所述根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，包括：
将接收机相对钟差、天顶对流层湿延迟和单差无电离层组合模糊度、单差接收机系统间偏差和GLONASS单差伪距间偏差系数作为参数估计，并根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程：
V＝BX-l, D；
其中，B表示设计矩阵，X表示待估参数向量，l表示观测值向量，V表示观测值残差向量，D表示观测值向量权阵；所述观测值向量权阵为对角线矩阵，根据先验方差和卫星高度计算得到；
Figure BDA0002317506210000081
Figure BDA0002317506210000082
Figure BDA0002317506210000083
Figure BDA0002317506210000084
其中，
Figure BDA0002317506210000085
和
Figure BDA0002317506210000086
分别表示误差修正后对应的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值；i，j和k分别表示GPS卫星、BDS卫星和GLONASS卫星的数量；
Figure BDA0002317506210000087
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000088
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000089
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure BDA00023175062100000810
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000091
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000092
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差。
进一步地，所述根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递，包括：
根据所述误差方程中的设计矩阵、观测值向量权阵和观测值向量，构建法方程；
通过法方程相加，获取整体法方程，并对所述整体法方程进行求解，获取到每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递系统，包括：
采集模块，用于获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；
第一处理模块，用于根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；
第二处理模块，用于根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；
时间传递模块，用于根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
本发明实施例提供的一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法及系统，通过广播星历进行实时精密时间传递，从而不再依赖于外部的预报精密星历和实时精密星历，提高了GNSS实时精密时间传递的精度和便利性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法的整体系统示意图；
图3为本发明实施例提供的时间传递误差序列的示意图；
图4为本发明实施例提供的基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递系统的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法，包括：
步骤101，获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；
步骤102，根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；
步骤103，根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；
步骤104，根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
在上述实施例的基础上，在所述获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历之后，所述方法还包括：
将GNSS观测数据中存在粗差的GNSS卫星剔除，以使得每个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据来源于不存在粗差的GNSS卫星；
其中，所述GNSS观测数据包括GPS双频伪距和相位观测值，BDS双频伪距和相位观测值，GLONASS双频伪距和相位观测值。
图2为本发明实施例提供的基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法的整体系统示意图，可参考图2所示，在本发明实施例中，通过GNSS接收机、数据通信链和数据处理中心组成基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法的整体系统，其中，GNSS接收机能够接收并处理GPS卫星、BDS卫星和GLONASS卫星的信号，输出得到相应卫星的双频伪距观测值、载波相位观测值(即GNSS观测数据)和广播星历数据；然后，数据通信链将GNSS观测数据和广播星历数据传输至数据处理中心；数据处理中心完成数据处理后，得到两台GNSS接收机的相对钟差结果，以使得GNSS接收机根据相对钟差进行实时精密时间传递。
本发明实施例提供的一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法，通过广播星历进行实时精密时间传递，从而不再依赖于外部的预报精密星历和实时精密星历，提高了GNSS实时精密时间传递的精度和便利性。
在上述实施例的基础上，所述根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，包括：
获取所述广播星历的轨道信息和钟差数据；
根据所述轨道信息、所述钟差数据、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取对应卫星的信号发射时刻坐标。
在上述实施例的基础上，所述站间单差观测方程为：
Figure BDA0002317506210000121
Figure BDA0002317506210000122
Figure BDA0002317506210000123
Figure BDA0002317506210000124
Figure BDA0002317506210000125
Figure BDA0002317506210000126
其中，g、c和r分别表示GPS、BDS和GLONASS的卫星标识；a和b表示GNSS接收机标识；
Figure BDA0002317506210000127
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000128
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure BDA0002317506210000129
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure BDA00023175062100001210
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；Δtab表示无电离层组合的GNSS接收机a和GNSS接收机b之间的相对钟差；
Figure BDA00023175062100001211
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度，在不发生周跳的情况下为常数；
Figure BDA0002317506210000131
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000132
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure BDA0002317506210000133
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure BDA0002317506210000134
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure BDA0002317506210000135
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度，在不发生周跳的情况下为常数；
Figure BDA0002317506210000136
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和BDS间的单差系统偏差，可作为常数估计；
Figure BDA0002317506210000137
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000138
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure BDA0002317506210000139
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure BDA00023175062100001310
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure BDA00023175062100001311
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度，在不发生周跳的情况下为常数；
Figure BDA00023175062100001312
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和GLONASS间的单差系统偏差，可作为常数估计；ΔIFBab表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GLONASS单差伪距频间偏差系数，可作为常数估计；ε表示单差观测值噪声，nr表示GOLNASS的卫星频率号；
Figure BDA00023175062100001313
Figure BDA00023175062100001314
Figure BDA00023175062100001315
Figure BDA00023175062100001316
Figure BDA0002317506210000141
Figure BDA0002317506210000142
Figure BDA0002317506210000143
Figure BDA0002317506210000144
Figure BDA0002317506210000145
Figure BDA0002317506210000146
Figure BDA0002317506210000147
Figure BDA0002317506210000148
其中，
Figure BDA0002317506210000149
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100001410
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100001411
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100001412
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100001413
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100001414
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100001415
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100001416
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fg,1表示GPS卫星对应的L1载波频率，fg,2表示GPS卫星对应的L2载波频率；
Figure BDA00023175062100001417
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000151
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000152
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000153
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000154
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA0002317506210000155
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA0002317506210000156
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure BDA0002317506210000157
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fc,1表示BDS卫星对应的L1载波频率，fc,2表示BDS卫星对应的L2载波频率；
Figure BDA0002317506210000158
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA0002317506210000159
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100001510
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100001511
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure BDA00023175062100001512
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100001513
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100001514
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure BDA00023175062100001515
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fr,1表示GLONASS卫星对应的L1载波频率，fr,2表示GLONASS卫星对应的L2载波频率；(xa,ya,za)表示GNSS接收机a的精确坐标，(xb,yb,zb)表示GNSS接收机b的精确坐标；
Figure BDA00023175062100001516
表示基于GNSS接收机a对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure BDA00023175062100001517
表示基于GNSS接收机b对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure BDA00023175062100001518
表示基于GNSS接收机a对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure BDA00023175062100001519
表示基于GNSS接收机b对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure BDA0002317506210000161
表示基于GNSS接收机对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure BDA0002317506210000162
表示基于GNSS接收机b对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标；需要说明的是，在本发明实施例中，各类型卫星的信号发送时刻坐标，是根据广播星历的轨道信息和钟差数据计算得到的；
Figure BDA0002317506210000163
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000164
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000165
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000166
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000167
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000168
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA0002317506210000169
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100001610
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100001611
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100001612
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100001613
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure BDA00023175062100001614
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；TD,a表示GNSS接收机a的天顶对流层干延迟；TD,b表示GNSS接收机b的天顶对流层干延迟；TW,a表示GNSS接收机a的天顶对流层湿延迟；TW,b表示GNSS接收机b的天顶对流层湿延迟。
本发明实施例提供的站间单差观测方程，降低了广播星历轨道误差的影响，提高了精密时间传递的精度。
在上述实施例的基础上，在所述根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程之后，所述方法还包括：
对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，以根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程；对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，具体包括：
对所述单差无电离层组合伪距观测值和所述单差无电离层组合相位观测值中的地球自转效应误差、卫星天线相位中心偏差、卫星天线相位中心变化、接收机天线相位中心偏差、接收机天线相位中心变化、相对论效应、引力延迟、相位缠绕和对流层干延迟进行修正，得到误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值。
在上述实施例的基础上，所述根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，包括：
将接收机相对钟差、天顶对流层湿延迟和单差无电离层组合模糊度、单差接收机系统间偏差和GLONASS单差伪距间偏差系数作为参数估计，并根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程：
V＝BX-l, D；
其中，B表示设计矩阵，X表示待估参数向量，l表示观测值向量，V表示观测值残差向量，D表示观测值向量权阵；所述观测值向量权阵为对角线矩阵，根据先验方差和卫星高度计算得到的；
Figure BDA0002317506210000181
Figure BDA0002317506210000182
Figure BDA0002317506210000183
Figure BDA0002317506210000184
其中，
Figure BDA0002317506210000185
和
Figure BDA0002317506210000186
分别表示误差修正后对应的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值；i，j和k分别表示GPS卫星、BDS卫星和GLONASS卫星的数量；
Figure BDA0002317506210000187
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000188
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000189
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure BDA00023175062100001810
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000191
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure BDA0002317506210000192
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差。
在上述实施例的基础上，所述根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递，包括：
根据所述误差方程中的设计矩阵、观测值向量权阵和观测值向量，构建法方程；
通过法方程相加，获取整体法方程，并对所述整体法方程进行求解，获取到每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
在本发明实施例中，首先探测卫星周跳，若是首历元，则不需进行探测周跳；若不是首历元，对于发生周跳的卫星，将其对应的模糊度参数作为新参数，得到第m个历元的法方程：
Gm＝HmX；
Figure BDA0002317506210000193
Figure BDA0002317506210000194
进一步地，通过法方程累加，获取得到整体法方程，由于在法方程累加过程中，需分析前后两个历元待估参数的变化，因此，若是首历元，则不需要进行法方程累加；若不是首历元，则第m(m≠1)个历元的整体法方程为：
Gm＝HmX；
Gm＝Gm-1+Gm；
Hm＝Hm-1+Hm；
进一步地，对上述整体法方程进行求解，得到该整体法方程的解为：
Figure BDA0002317506210000195
方差一协方差阵为：
Figure BDA0002317506210000201
从而获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，最后，根据该相对钟差，对这两个GNSS接收机进行实时精密时间传递。
图3为本发明实施例提供的时间传递误差序列的示意图，可参考图3所示，在本发明实施例中，通过IGS服务器，下载HOB2和CEDU跟踪站在2019年第108天的数据，测站间距离约为1703公里，数据采样间隔是30秒。基于本发明实施例提供的方法，获取到GNSS接收机的相对钟差，并与IGS提供的事后精密钟差进行对比(IGS事后精密钟差的标称精度为0.075纳秒，可以作为参考真值)，得到时间传递误差。时间传递误差可图3所示，从图3中可以看出，本发明实施例提供的方法，时间传递精度优于1纳秒，均方根误差(Root Mean Square，简称RMS)为0.196纳秒。
图4为本发明实施例提供的基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递系统的结构示意图，如图4所示，本发明实施例提供了一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递系统，包括采集模块401、第一处理模块402、第二处理模块403和时间传递模块404，其中，采集模块401用于获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；第一处理模块402用于根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；第二处理模块403用于根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；时间传递模块404用于根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
本发明实施例提供的一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递系统，通过广播星历进行实时精密时间传递，从而不再依赖于外部的预报精密星历和实时精密星历，提高了GNSS实时精密时间传递的精度和便利性。
在上述实施例的基础上，所述系统还包括：粗差卫星剔除模块，用于将GNSS观测数据中存在粗差的GNSS卫星剔除，以使得每个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据来源于不存在粗差的GNSS卫星；其中，所述GNSS观测数据包括GPS双频伪距和相位观测值，BDS双频伪距和相位观测值，GLONASS双频伪距和相位观测值。
在上述实施例的基础上，所述第一处理模块，包括：数据获取单元和卫星坐标计算单元，其中，数据获取子单元，用于获取所述广播星历的轨道信息和钟差数据；卫星坐标计算单元，用于根据所述轨道信息、所述钟差数据、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取对应卫星的信号发射时刻坐标。
本发明实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
图5为本发明实施例提供的电子设备结构示意图，参照图5，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(Communications Interface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。处理器501可以调用存储器503中的逻辑指令，以执行如下方法：获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；根据所述站间单差观测值方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
此外，上述的存储器503中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法，例如包括：获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法，其特征在于，包括：
获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；
根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历，GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；
根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；
根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递；
在所述获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历之后，所述方法还包括：
将GNSS观测数据中存在粗差的GNSS卫星剔除，以使得每个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据来源于不存在粗差的GNSS卫星；
其中，所述GNSS观测数据包括GPS双频伪距和相位观测值，BDS双频伪距和相位观测值，GLONASS双频伪距和相位观测值；
所述根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，包括：
获取所述广播星历的轨道信息和钟差数据；
根据所述轨道信息、所述钟差数据、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取对应卫星的信号发射时刻坐标；
所述站间单差观测方程为：
Figure FDA0002592136150000011
Figure FDA0002592136150000021
Figure FDA0002592136150000022
Figure FDA0002592136150000023
Figure FDA0002592136150000024
Figure FDA0002592136150000025
其中，g、c和r分别表示GPS、BDS和GLONASS的卫星标识；a和b表示GNSS接收机标识；
Figure FDA0002592136150000026
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000027
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure FDA0002592136150000028
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure FDA0002592136150000029
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；Δtab表示无电离层组合的GNSS接收机a和GNSS接收机b之间的相对钟差；
Figure FDA00025921361500000210
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure FDA00025921361500000211
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000212
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure FDA00025921361500000213
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure FDA00025921361500000214
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure FDA00025921361500000215
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure FDA00025921361500000216
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和BDS间的单差系统偏差；
Figure FDA00025921361500000217
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000218
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure FDA00025921361500000219
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure FDA00025921361500000220
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure FDA00025921361500000221
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure FDA0002592136150000031
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和GLONASS间的单差系统偏差，ΔIFBab表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GLONASS单差伪距频间偏差系数，ε表示单差观测值噪声，nr表示GOLNASS的卫星频率号；
Figure FDA0002592136150000032
Figure FDA0002592136150000033
Figure FDA0002592136150000034
Figure FDA0002592136150000035
Figure FDA0002592136150000036
Figure FDA0002592136150000037
Figure FDA0002592136150000038
Figure FDA0002592136150000039
Figure FDA00025921361500000310
Figure FDA00025921361500000311
Figure FDA00025921361500000312
Figure FDA0002592136150000041
其中，
Figure FDA0002592136150000042
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000043
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000044
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000045
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000046
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000047
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000048
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000049
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fg,1表示GPS卫星对应的L1载波频率，fg,2表示GPS卫星对应的L2载波频率；
Figure FDA00025921361500000410
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000411
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000412
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000413
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000414
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500000415
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500000416
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500000417
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fc,1表示BDS卫星对应的L1载波频率，fc,2表示BDS卫星对应的L2载波频率；
Figure FDA00025921361500000418
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000419
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000420
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000421
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000422
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000051
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000052
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000053
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fr,1表示GLONASS卫星对应的L1载波频率，fr,2表示GLONASS卫星对应的L2载波频率；(xa,ya,za)表示GNSS接收机a的精确坐标，(xb,yb,zb)表示GNSS接收机b的精确坐标；
Figure FDA0002592136150000054
表示基于GNSS接收机a对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure FDA0002592136150000055
表示基于GNSS接收机b对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure FDA0002592136150000056
表示基于GNSS接收机a对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure FDA0002592136150000057
表示基于GNSS接收机b对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure FDA0002592136150000058
表示基于GNSS接收机a对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure FDA0002592136150000059
表示基于GNSS接收机b对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure FDA00025921361500000510
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000511
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000512
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000513
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000514
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000515
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000516
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000517
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000518
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000519
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500000520
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000061
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；TD,a表示GNSS接收机a的天顶对流层干延迟；TD,b表示GNSS接收机b的天顶对流层干延迟；TW,a表示GNSS接收机a的天顶对流层湿延迟；TW,b表示GNSS接收机b的天顶对流层湿延迟；
在所述根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程之后，所述方法还包括：
对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，以根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程；对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，具体包括：
对所述单差无电离层组合伪距观测值和所述单差无电离层组合相位观测值中的地球自转效应误差、卫星天线相位中心偏差、卫星天线相位中心变化、接收机天线相位中心偏差、接收机天线相位中心变化、相对论效应、引力延迟、相位缠绕和对流层干延迟进行修正，得到误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值；
所述根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，包括：
将接收机相对钟差、天顶对流层湿延迟和单差无电离层组合模糊度、单差接收机系统间偏差和GLONASS单差伪距频间偏差系数作为参数估计，并根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程：
V＝BX-l,D；
其中，B表示设计矩阵，X表示待估参数向量，l表示观测值向量，V表示观测值残差向量，D表示观测值向量权阵；所述观测值向量权阵为对角线矩阵，根据先验方差和卫星高度计算得到的；
Figure FDA0002592136150000071
Figure FDA0002592136150000072
Figure FDA0002592136150000073
Figure FDA0002592136150000074
其中，
Figure FDA0002592136150000075
和
Figure FDA0002592136150000076
分别表示误差修正后对应的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值；i，j和k分别表示GPS卫星、BDS卫星和GLONASS卫星的数量；
Figure FDA0002592136150000077
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000078
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000079
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure FDA00025921361500000710
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000081
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000082
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差；
所述根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递，包括：
根据所述误差方程中的设计矩阵、观测值向量权阵和观测值向量，构建法方程；
通过法方程相加，获取整体法方程，并对所述整体法方程进行求解，获取到每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
2.一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于获取多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据和广播星历；
第一处理模块，用于根据多个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据，获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星，以得到所述GNSS共视卫星的观测数据；并根据所述广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；
第二处理模块，用于根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；
时间传递模块，用于根据所述站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；并根据所述误差方程和所述法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递；
第三处理模块，用于将GNSS观测数据中存在粗差的GNSS卫星剔除，以使得每个GNSS接收机采集到的GNSS观测数据来源于不存在粗差的GNSS卫星；
其中，所述GNSS观测数据包括GPS双频伪距和相位观测值，BDS双频伪距和相位观测值，GLONASS双频伪距和相位观测值；
所述第二处理模块具体用于：
获取所述广播星历的轨道信息和钟差数据；
根据所述轨道信息、所述钟差数据、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取对应卫星的信号发射时刻坐标；
所述站间单差观测方程为：
Figure FDA0002592136150000091
Figure FDA0002592136150000092
Figure FDA0002592136150000093
Figure FDA0002592136150000094
Figure FDA0002592136150000095
Figure FDA0002592136150000096
其中，g、c和r分别表示GPS、BDS和GLONASS的卫星标识；a和b表示GNSS接收机标识；
Figure FDA0002592136150000097
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000098
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure FDA0002592136150000099
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure FDA00025921361500000910
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；Δtab表示无电离层组合的GNSS接收机a和GNSS接收机b之间的相对钟差；
Figure FDA00025921361500000911
表示GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure FDA00025921361500000912
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure FDA00025921361500000913
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure FDA00025921361500000914
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure FDA0002592136150000101
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure FDA0002592136150000102
表示BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure FDA0002592136150000103
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和BDS间的单差系统偏差；
Figure FDA0002592136150000104
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000105
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值；
Figure FDA0002592136150000106
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差卫地距；
Figure FDA0002592136150000107
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差对流层延迟；
Figure FDA0002592136150000108
表示GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合模糊度；
Figure FDA0002592136150000109
表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GPS和GLONASS间的单差系统偏差，ΔIFBab表示GNSS接收机a和GNSS接收机b对应的GLONASS单差伪距频间偏差系数，ε表示单差观测值噪声，nr表示GOLNASS的卫星频率号；
Figure FDA00025921361500001010
Figure FDA00025921361500001011
Figure FDA00025921361500001012
Figure FDA00025921361500001013
Figure FDA00025921361500001014
Figure FDA00025921361500001015
Figure FDA0002592136150000111
Figure FDA0002592136150000112
Figure FDA0002592136150000113
Figure FDA0002592136150000114
Figure FDA0002592136150000115
Figure FDA0002592136150000116
其中，
Figure FDA0002592136150000117
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000118
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000119
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500001110
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500001111
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500001112
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500001113
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500001114
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fg,1表示GPS卫星对应的L1载波频率，fg,2表示GPS卫星对应的L2载波频率；
Figure FDA00025921361500001115
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500001116
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500001117
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA00025921361500001118
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000121
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000122
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000123
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure FDA0002592136150000124
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fc,1表示BDS卫星对应的L1载波频率，fc,2表示BDS卫星对应的L2载波频率；
Figure FDA0002592136150000125
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000126
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000127
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000128
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差伪距观测值；
Figure FDA0002592136150000129
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500001210
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L1载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500001211
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的L2载波的非差相位观测值；
Figure FDA00025921361500001212
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的L2载波的非差相位观测值；fr,1表示GLONASS卫星对应的L1载波频率，fr,2表示GLONASS卫星对应的L2载波频率；(xa,ya,za)表示GNSS接收机a的精确坐标，(xb,yb,zb)表示GNSS接收机b的精确坐标；
Figure FDA00025921361500001213
表示基于GNSS接收机a对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure FDA00025921361500001214
表示基于GNSS接收机b对应的GPS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure FDA00025921361500001215
表示基于GNSS接收机a对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure FDA00025921361500001216
表示基于GNSS接收机b对应的BDS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure FDA00025921361500001217
表示基于GNSS接收机a对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标，
Figure FDA00025921361500001218
表示基于GNSS接收机b对应的GLONASS卫星的信号发射时刻坐标；
Figure FDA00025921361500001219
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000131
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000132
表示GPS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000133
表示GPS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000134
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000135
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000136
表示BDS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000137
表示BDS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000138
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA0002592136150000139
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层干延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500001310
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机a的对流层湿延迟投影函数；
Figure FDA00025921361500001311
表示GLONASS卫星对应GNSS接收机b的对流层湿延迟投影函数；TD,a表示GNSS接收机a的天顶对流层干延迟；TD,b表示GNSS接收机b的天顶对流层干延迟；TW,a表示GNSS接收机a的天顶对流层湿延迟；TW,b表示GNSS接收机b的天顶对流层湿延迟；
第四处理模块，用于对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，以根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程；对所述单差无电离层组合伪距和所述单差无电离层组合相位观测值中的误差进行修正，具体包括：
对所述单差无电离层组合伪距观测值和所述单差无电离层组合相位观测值中的地球自转效应误差、卫星天线相位中心偏差、卫星天线相位中心变化、接收机天线相位中心偏差、接收机天线相位中心变化、相对论效应、引力延迟、相位缠绕和对流层干延迟进行修正，得到误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值；
所述时间传递模块，具体用于：
将接收机相对钟差、天顶对流层湿延迟和单差无电离层组合模糊度、单差接收机系统间偏差和GLONASS单差伪距频间偏差系数作为参数估计，并根据误差修正后的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，构建误差方程：
V＝BX-l,D；
其中，B表示设计矩阵，X表示待估参数向量，l表示观测值向量，V表示观测值残差向量，D表示观测值向量权阵；所述观测值向量权阵为对角线矩阵，根据先验方差和卫星高度计算得到的；
Figure FDA0002592136150000141
Figure FDA0002592136150000142
Figure FDA0002592136150000143
Figure FDA0002592136150000144
其中，
Figure FDA0002592136150000145
和
Figure FDA0002592136150000146
分别表示误差修正后对应的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值；i，j和k分别表示GPS卫星、BDS卫星和GLONASS卫星的数量；
Figure FDA0002592136150000151
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000152
表示第i个GPS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000153
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000154
表示第j个BDS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000155
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合伪距观测值先验方差，
Figure FDA0002592136150000156
表示第k个GLONASS卫星对应的GNSS接收机a和GNSS接收机b的单差无电离层组合相位观测值先验方差；
所述时间传递模块还具体用于：
根据所述误差方程中的设计矩阵、观测值向量权阵和观测值向量，构建法方程；
通过法方程相加，获取整体法方程，并对所述整体法方程进行求解，获取到每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以根据所述相对钟差进行实时精密时间传递。
3.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至2任一项所述基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法的步骤。
4.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法的步骤。
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