CN112924992B - 一种geo轨道精度评估方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GEO轨道精度评估方法、装置、电子设备及存储介质,该评估方法包括:选取至少两个测站;基于GEO卫星,根据所述至少两个测站中的任意两个所述测站得到共视时间比对结果,任意两个所述测站分别为测站A和测站B;根据所述测站A和所述测站B得到PPP时间传递的结果;根据所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。本发明的GEO轨道精度评估方法通过时间比对的方式,基于每颗GEO利用测站进行长基线的时间比对,并将比对结果与PPP时间传递的结果进行对比,从而评估GEO卫星轨道精度,由此可以对GEO卫星轨道精度进行外符合评定,为进一步改进定轨策略提高GEO导航卫星精密定轨水平提供支持。
Description
技术领域
本发明属于卫星导航和通信领域技术领域,具体涉及一种GEO轨道精度评估方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
GEO卫星作为地球同步轨道卫星,观测站可持续观测,最初在通信领域被广泛应用。随着航天技术的发展,GEO卫星轨道因其独特的高轨和静地特性,在通信、气象、侦察、导航定位、授时以及地球科学研究中成为重要的轨道资源。并且随着其在资源、导航授时以及地球科学等经济和军事方面的作用增强,对其轨道自身的精度要求也越来越高。
目前在导航领域,GEO卫星除作为导航卫星提供导航授时服务外,在星基增强方面也发挥着不可替代的重要作用。例如目前美国的WAAS(Wide Area Augmentation System)系统就由3颗GEO卫星组成,欧盟的全球导航增强系统ENGOS则由4颗GEO卫星组成。北斗全球导航系统作为我国自主研发、独立运行的卫星导航系统,目前已经正式开通运行,其中在轨运行的GEO卫星有8颗。因其可持续观测的静地特性,基于GEO卫星的时间比对也是时频领域一个主要的技术手段。目前GEO卫星作为“平等利用”国际协议原则下,“有限的自然资源”,已经成为各航天大国竞相发展的技术手段,而实现其高精度的精密测定轨,评定其轨道精度也是重要的一个环节。
如何评估精密确定的轨道精度也是轨道确定中的重要环节。一般来说,卫星轨道分两种评价方式,一种是内符合精度,通常是基于轨道边界不连续性、多天轨道拟合、不同机构间的轨道比较等方法;一种是外符合精度,一般采用其他观测手段的精密轨道,例如常用人卫激光测距(SLR),对比对误差进行统计评定。
现有GEO外符合轨道精度评定方法,例如SLR数据残差评估,一是需要卫星安装激光后向反射器载荷,这样的GEO卫星非常少;二是,即使GEO安装了激光后向反射器,由于SLR跟踪站数量少,观测受天气影响大,其他卫星观测任务重等原因,GEO卫星的SLR观测数据稀少,不能精细评估卫星轨道精度。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提出一种GEO轨道精度评估方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
一种GEO轨道精度评估方法,包括:
选取至少两个测站;
基于GEO卫星,根据所述至少两个测站中的任意两个所述测站得到共视时间比对结果,任意两个所述测站分别为测站A和测站B;
根据所述测站A和所述测站B得到PPP时间传递的结果;
根据所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
在本发明的一个实施例中,基于GEO卫星,根据所述至少两个测站中的任意两个所述测站得到共视时间比对结果,任意两个所述测站分别为测站A和测站B,包括:
获取所述测站A和所述GEO卫星之间的第一钟差之差;
获取所述测站B和所述GEO卫星之间的第二钟差之差;
基于观测公式,根据所述第一钟差之差和所述第二钟差之差得到共视时间比对结果。
在本发明的一个实施例中,获取所述测站A和所述GEO卫星之间的第一钟差之差,包括:
根据所述测站A的钟差和所述GEO卫星的钟差得到所述第一钟差之差。
在本发明的一个实施例中,获取所述测站B和所述GEO卫星之间的第二钟差之差,包括:
根据所述测站B的钟差和所述GEO卫星的钟差得到所述第二钟差之差。
在本发明的一个实施例中,所述观测公式为:
其中,dtAB表示所述测站A和所述测站B之间的钟差之差,dtGA表示第一钟差之差,dtGB表示第二钟差之差,tA表示所述测站A的钟差,tB表示所述测站B的钟差,tG表示所述GEO卫星的钟差,f=1,2,3,表示频率,t表示观测历元,t0表示初始观测历元,分别表示为所述测站A、所述测站B分别接收到的GEO卫星的载波相位,分别表示所述测站A、所述测站B的站星距,c表示光速度,分别表示载波相位信号Lf在所述测站A、所述测站B中传播的硬件延迟,分别表示所述测站A、所述测站B的对流层延迟,分别表示所述测站A、所述测站B的多路径效应,分别表示所述测站A、所述测站B在频率f上的电离层延迟,分别表示所述测站A、所述测站B的信号传播的相对论影响,λf表示载波相位的波长,分别表示所述测站A、所述测站B的初始载波相位偏移,分别表示所述测站A、所述测站B的整周相位模糊度,分别表示所述测站A、所述测站B的相位的观测噪声。
在本发明的一个实施例中,根据所述测站A和所述测站B得到PPP时间传递的结果,包括:
对所述测站A进行PPP时间传递得到第三钟差;
对所述测站B进行PPP时间传递得到第四钟差;
根据所述第三钟差和所述第四钟差之差得到所述PPP时间传递的结果。
在本发明的一个实施例中,根据所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度,包括:
计算所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果之间的差值以评估GEO卫星轨道精度。
本发明一个实施例还提供一种GEO轨道精度评估装置,包括:
选取模块,用于选取至少两个测站;
共视时间比对模块,用于基于GEO卫星,根据所述至少两个测站中的任意两个所述测站得到共视时间比对结果,任意两个所述测站分别为测站A和测站B;
PPP时间传递模块,用于根据所述测站A和所述测站B得到PPP时间传递的结果;
评估模块,用于根据所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
本发明一个实施例还提供一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时,实现上述任一项实施例所述的方法步骤。
本发明一个实施例还提供一种存储介质,所述存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项实施例所述的方法步骤。
本发明的有益效果:
本发明的GEO轨道精度评估方法通过时间比对的方式,基于每颗GEO利用测站进行长基线的时间比对,并将比对结果与PPP时间传递的结果进行对比,从而评估GEO卫星轨道精度,由此可以对GEO卫星轨道精度进行长弧段的连续的精密的外符合的轨道精度评定,为进一步改进定轨策略提高GEO导航卫星精密定轨水平提供支持。本发明的GEO轨道精度评估方法可以用于评估任意GEO导航卫星轨道精度,适用范围广,能够充分、独立地评估不同机构间的GEO导航卫星轨道的精度。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种GEO轨道精度评估方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的另一种GEO轨道精度评估方法的流程示意图;
图3是本发明实施例提供的一种测站和GEO卫星的关系示意图;
图4是本发明实施例提供的一种GEO轨道精度评估装置的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1和图2,图1是本发明实施例提供的一种GEO轨道精度评估方法的流程示意图,图2是本发明实施例提供的另一种GEO轨道精度评估方法的流程示意图。本实施例提供一种GEO轨道精度评估方法,该GEO轨道精度评估方法包括步骤1~步骤4,其中:
步骤1、选取至少两个测站。
具体地,本实施例的测站可以为时间基准站或者外接高精度原子钟的测站。
步骤2、基于GEO卫星,根据至少两个测站中的任意两个测站得到共视时间比对结果,任意两个测站分别为测站A和测站B,请参见图3中的测站A和测站B。
具体地,本实施例基于所选取的测站A和测站B进行长基线GEO卫星共视时间比对,以得到共视时间比对结果。
在一个具体实施例中,步骤2可以包括步骤2.1~步骤2.3,其中:
步骤2.1、获取测站A和GEO卫星之间的第一钟差之差。
具体地,根据测站A的钟差和GEO卫星的钟差得到第一钟差之差,即第一钟差之差为测站A的钟差和GEO卫星的钟差的差值,具体为:
dtGA=tA-tG
其中,dtGA表示第一钟差之差,tA表示测站A的钟差,tG表示GEO卫星的钟差。
步骤2.2、获取测站B和GEO卫星之间的第二钟差之差。
具体地,根据测站B的钟差和GEO卫星的钟差得到第二钟差之差,即第二钟差之差为测站B的钟差和GEO卫星的钟差的差值,具体为:
dtGB=tB-tG
其中,dtGB表示第二钟差之差,tB表示测站B的钟差,tG表示GEO卫星的钟差。
需要说明的是,在实际应用中,可以先进行步骤2.1,再进行步骤2.2,也可以先进行步骤2.2,再进行步骤2.1,还可以步骤2.1和步骤2.2同时进行,因此不应以本实施例写的顺序为唯一的顺序。
步骤2.3、基于观测公式,根据第一钟差之差和第二钟差之差得到共视时间比对结果,其中,测站A和测站B之间的时间偏差的观测公式为:
其中,dtAB表示测站A和测站B之间的钟差之差,dtAB的值即为共视时间比对结果,dtGA表示第一钟差之差,dtGB表示第二钟差之差,tA表示测站A的钟差,tB表示测站B的钟差,tG表示GEO卫星的钟差,f=1,2,3,表示频率,t表示观测历元,t0表示初始观测历元,分别表示为测站A、测站B分别接收到的GEO卫星的载波相位,分别表示测站A、测站B的站星距,单位为m,c表示光速度,单位为m/s, 分别表示载波相位信号Lf在测站A、测站B中传播的硬件延迟,单位为s,分别表示测站A、测站B的对流层延迟,单位为m, 分别表示测站A、测站B的多路径效应,分别表示所述测站A、所述测站B在频率f上的电离层延迟,单位为m,分别表示测站A、测站B的信号传播的相对论影响,单位为m,λf表示载波相位的波长,分别表示测站A、测站B的初始载波相位偏移(Initial Phase Shift),单位为周,分别表示测站A、测站B的整周相位模糊度,单位为周,分别表示测站A、测站B的相位的观测噪声,单位为m。
步骤3、根据测站A和测站B得到PPP时间传递的结果。
在一个具体实施例中,步骤3可以包括步骤3.1~步骤3.3,其中:
步骤3.1、对测站A进行PPP时间传递得到第三钟差。
具体地,对测站A进行PPP时间传递之后的结果即为第三钟差。
步骤3.2、对测站B进行PPP时间传递得到第四钟差。
具体地,对测站B进行PPP时间传递之后的结果即为第四钟差。
需要说明的是,在实际应用中,步骤3.1和步骤3.2可以先进行步骤3.1,再进行步骤3.2,也可以先进行步骤3.2,再进行步骤3.1,还可以步骤3.1和步骤3.2同时进行,因此不应以本实施例写的顺序为唯一的顺序。
步骤3.3、根据第三钟差和第四钟差之差得到PPP时间传递的结果。
具体地,第三钟差和第四钟差之间的差值即为PPP时间传递的结果。
步骤4、根据共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
具体地,计算共视时间比对结果和PPP时间传递的结果之间的差值以评估GEO卫星轨道精度。
也就是说,当共视时间比对结果和PPP时间传递的结果之间的差值越小,说明GEO卫星轨道精度越高。
本发明的GEO轨道精度评估方法通过时间比对的方式,基于每颗GEO利用测站进行长基线的时间比对,并将比对结果与PPP时间传递的结果进行对比,从而评估GEO卫星轨道精度,由此可以对GEO卫星轨道精度进行长弧段的连续的精密的外符合的轨道精度评定,为进一步改进定轨策略提高GEO导航卫星精密定轨水平提供支持。本发明的GEO轨道精度评估方法可以用于评估任意GEO导航卫星轨道精度,适用范围广,能够充分、独立地评估不同机构间的GEO导航卫星轨道的精度。
实施例二
请参见图4,图4是本发明实施例提供的一种GEO轨道精度评估装置的结构示意图。该GEO轨道精度评估装置,包括:
选取模块,用于选取至少两个测站;
共视时间比对模块,用于基于GEO卫星,根据至少两个测站中的任意两个测站得到共视时间比对结果,任意两个测站分别为测站A和测站B;
PPP时间传递模块,用于根据测站A和测站B得到PPP时间传递的结果;
评估模块,用于根据共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
在一个具体实施例中,共视时间比对模块具体用于获取测站A和GEO卫星之间的第一钟差之差;获取测站B和GEO卫星之间的第二钟差之差;基于观测公式,根据第一钟差之差和第二钟差之差得到共视时间比对结果。
进一步地,获取测站A和GEO卫星之间的第一钟差之差,包括:根据测站A的钟差和GEO卫星的钟差得到第一钟差之差。
进一步地,获取测站B和GEO卫星之间的第二钟差之差,包括:根据测站B的钟差和GEO卫星的钟差得到所述第二钟差之差。
进一步地,观测公式为:
其中,dtAB表示测站A和测站B之间的钟差之差,dtGA表示第一钟差之差,dtGB表示第二钟差之差,tA表示测站A的钟差,tB表示测站B的钟差,tG表示GEO卫星的钟差,f=1,2,3,表示频率,t表示观测历元,t0表示初始观测历元,分别表示为测站A、测站B分别接收到的GEO卫星的载波相位,分别表示测站A、测站B的站星距,c表示光速度,分别表示载波相位信号Lf在测站A、测站B中传播的硬件延迟,分别表示测站A、测站B的对流层延迟,分别表示测站A、测站B的多路径效应,分别表示测站A、测站B在频率f上的电离层延迟,分别表示测站A、测站B的信号传播的相对论影响,λf表示载波相位的波长,分别表示测站A测站B的初始载波相位偏移,分别表示测站A、测站B的整周相位模糊度,分别表示测站A、测站B的相位的观测噪声。
在一个具体实施例中,PPP时间传递模块具体用于对测站A进行PPP时间传递得到第三钟差;对测站B进行PPP时间传递得到第四钟差;根据第三钟差和第四钟差之差得到PPP时间传递的结果。
在一个具体实施例中,评估模块具体用于计算共视时间比对结果和PPP时间传递的结果之间的差值以评估GEO卫星轨道精度。
实施例三
请参见图5,图5是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备1100,包括:处理器1101、通信接口1102、存储器1103和通信总线1104,其中,处理器1101,通信接口1102,存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信;
存储器1103,用于存储计算机程序;
处理器1101,用于执行计算机程序时,实现上述方法步骤。
处理器1101执行计算机程序时实现如下步骤:
步骤1、选取至少两个测站;
步骤2、基于GEO卫星,根据至少两个测站中的任意两个测站得到共视时间比对结果,任意两个测站分别为测站A和测站B;
步骤3、根据测站A和测站B得到PPP时间传递的结果;
步骤4、根据共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
本发明实施例提供的电子设备,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
实施例四
本实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,上述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
步骤1、选取至少两个测站;
步骤2、基于GEO卫星,根据至少两个测站中的任意两个测站得到共视时间比对结果,任意两个测站分别为测站A和测站B;
步骤3、根据测站A和测站B得到PPP时间传递的结果;
步骤4、根据共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式,这里将它们都统称为“模块”或“系统”。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机程序存储/分布在合适的介质中,与其它硬件一起提供或作为硬件的一部分,也可以采用其他分布形式,如通过Internet或其它有线或无线电信系统。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
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 (10)
1.一种GEO轨道精度评估方法,其特征在于,包括:
选取至少两个测站;
基于GEO卫星,根据所述至少两个测站中的任意两个所述测站得到共视时间比对结果,任意两个所述测站分别为测站A和测站B;
根据所述测站A和所述测站B得到PPP时间传递的结果;
根据所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
2.根据权利要求1所述的GEO轨道精度评估方法,其特征在于,基于GEO卫星,根据所述至少两个测站中的任意两个所述测站得到共视时间比对结果,任意两个所述测站分别为测站A和测站B,包括:
获取所述测站A和所述GEO卫星之间的第一钟差之差;
获取所述测站B和所述GEO卫星之间的第二钟差之差;
基于观测公式,根据所述第一钟差之差和所述第二钟差之差得到共视时间比对结果。
3.根据权利要求2所述的GEO轨道精度评估方法,其特征在于,获取所述测站A和所述GEO卫星之间的第一钟差之差,包括:
根据所述测站A的钟差和所述GEO卫星的钟差得到所述第一钟差之差。
4.根据权利要求2所述的GEO轨道精度评估方法,其特征在于,获取所述测站B和所述GEO卫星之间的第二钟差之差,包括:
根据所述测站B的钟差和所述GEO卫星的钟差得到所述第二钟差之差。
5.根据权利要求2所述的GEO轨道精度评估方法,其特征在于,所述观测公式为:
其中,dtAB表示所述测站A和所述测站B之间的钟差之差,dtGA表示第一钟差之差,dtGB表示第二钟差之差,tA表示所述测站A的钟差,tB表示所述测站B的钟差,tG表示所述GEO卫星的钟差,f=1,2,3,表示频率,t表示观测历元,t0表示初始观测历元,分别表示为所述测站A、所述测站B分别接收到的GEO卫星的载波相位,分别表示所述测站A、所述测站B的站星距,c表示光速度,分别表示载波相位信号Lf在所述测站A、所述测站B中传播的硬件延迟, 分别表示所述测站A、所述测站B的对流层延迟,分别表示所述测站A、所述测站B的多路径效应,分别表示所述测站A、所述测站B在频率f上的电离层延迟,分别表示所述测站A、所述测站B的信号传播的相对论影响,λf表示载波相位的波长,分别表示所述测站A、所述测站B的初始载波相位偏移, 分别表示所述测站A、所述测站B的整周相位模糊度,分别表示所述测站A、所述测站B的相位的观测噪声。
6.根据权利要求1所述的GEO轨道精度评估方法,其特征在于,根据所述测站A和所述测站B得到PPP时间传递的结果,包括:
对所述测站A进行PPP时间传递得到第三钟差;
对所述测站B进行PPP时间传递得到第四钟差;
根据所述第三钟差和所述第四钟差之差得到所述PPP时间传递的结果。
7.根据权利要求1所述的GEO轨道精度评估方法,其特征在于,根据所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度,包括:
计算所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果之间的差值以评估GEO卫星轨道精度。
8.一种GEO轨道精度评估装置,其特征在于,包括:
选取模块,用于选取至少两个测站;
共视时间比对模块,用于基于GEO卫星,根据所述至少两个测站中的任意两个所述测站得到共视时间比对结果,任意两个所述测站分别为测站A和测站B;
PPP时间传递模块,用于根据所述测站A和所述测站B得到PPP时间传递的结果;
评估模块,用于根据所述共视时间比对结果和PPP时间传递的结果评估GEO卫星轨道精度。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时,实现权利要求1-7任一项所述的方法步骤。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法步骤。
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2021
- 2021-01-25 CN CN202110098577.0A patent/CN112924992B/zh active Active
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Publication number | Publication date |
---|---|
CN112924992A (zh) | 2021-06-08 |
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