CN112946693B - 一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法。所述方法包括:获取设定时间段内各卫星导航系统的广播钟差参数和精密钟差;基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差;基于所述广播钟差和对应的精密钟差计算对应卫星的钟差之差;根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算系统偏差;对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差。本发明能提高系统时间偏差测量的可及性、便捷性和精度。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航领域,特别是涉及一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法及系统。
背景技术
卫星导航系统已经成为最重要的定位和授时基础设施。目前主要的卫星导航系统包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的BDS。卫星导航系统的接收机是通过测量电磁波从发射到被接收所经历的时间实现定位和授时的,因此,每一个卫星导航系统维持着专门的系统时间。例如,GPS的系统时间由主控站、监测站和卫星的原子钟组共同维持和实现,并溯源到美国海军天文台维持的协调世界时UTC。BDS的系统时间由位于主控站的原子钟维持和实现,并溯源到中国科学院国家授时中心维持的协调世界时UTC。GPS的系统时间和BDS的系统时间都是连续的原子时系统,根据定义,前者的时间起点是UTC1980年1月6日0时0分0秒,后者的时间起点是UTC 2006年1月1日0时0分0秒,即GPS的系统时间和BDS的系统时间分别在这两个时刻与UTC对齐。已知的,UTC存在跳秒问题,从1980年1月6日0时0分0秒到2006年1月1日0时0分0秒期间,UTC发生了14次跳秒,导致名义上GPS的系统时间比BDS的系统时间快了14秒。由于GPS的系统时间和BDS的系统时间都是通过具体的原子钟维持和实现的,原子钟输出的时间信号总是或多或少的存在误差,尽管原子钟已经是目前人类所能获得的最高精度的守时装置。实际的GPS的系统时间与BDS的系统时间之间的偏差(不含名义偏差)就是GPS和BDS的系统时间偏差,其量级可能达到十几、甚至几十纳秒。如果不考虑不同卫星导航系统的系统时间之间存在的偏差,直接将不同卫星导航系统的测量数据联合用于定位或授时,将带来额外的误差。为了使用户在定位授时过程中可以有更多的选择,即可以将属于不同卫星导航系统的卫星联合起来(如2颗GPS卫星+2颗BDS卫星)用于定位和授时,卫星导航系统的主控站需要测量出不同导航卫星系统的系统时间偏差并作为改正参数,同轨道和钟差参数一起播发给用户接收机。例如,BDS系统的主控站会事先测量出BDS的系统时间相对于GPS的系统时间的偏差,编入导航电文(如参数:A0GPS、A1GPS)发播给用户,以便用户能够联合BDS和GPS卫星进行定位、测速和授时。
已知的,测量不同卫星导航系统的系统时间偏差的方法有①基于用户端接收机秒脉冲信号的测量方法:用不同的接收机接收不同卫星导航系统的导航信号并输出1PPS时间信号,通过精密时间间隔计数器对不同卫星导航系统接收机输出的1PPS时间信号进行直接或间接比对。②直接比对法:采用双向时间频率传递、卫星共视比对链路对各卫星导航系统的时间基准站的时间进行直接或间接的比对。③接收机钟差比对法:将多卫星导航系统接收机架设在具有已知坐标的站点上,分别用不同的卫星导航系统数据进行接收机钟差解算,将不同卫星导航系统数据解算得到的接收机钟差进行求差就得到不同卫星导航系统的系统时间之差。
已知的测量不同卫星导航系统的系统时间偏差的方法具有明显的不足。所述方法①和②需要专门的设备才能进行卫星导航系统系统时间的比对,如方法①要求接收机能够输出1PPS秒脉冲信号,且需要有专门的时间间隔计数器才能进行系统时间偏差测量;方法②需要有专门的双向时间频率传递或卫星共视设备和链路。方法③需要有多卫星导航系统接收机,且受用户接收机端的观测误差、多路径效应、对流程延迟、电离层延迟等环境因素影响较大,监测精度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法及系统,提高了系统时间偏差确定的可及性、便捷性和精度。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法,包括:
获取设定时间段内各卫星导航系统的钟差数据;所述钟差数据包括所述卫星导航系统内所有卫星的广播钟差参数和在同一时间基准下的所述卫星导航系统内所有卫星的精密钟差;
基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差;
基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差;
对于任意一个卫星导航系统,根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算所述卫星导航系统的系统偏差;
对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差。
可选的,所述基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差,具体为:
根据公式计算卫星的广播钟差;其中,/>为第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>为广播钟差参数的0次项系数,/>为广播钟差参数的一次项系数,/>为广播钟差参数的二次项系数,/>为卫星导航系统g内卫星s的广播钟差参数的参考时刻;Ti为第i个采样点对应的时间,ΔTg为卫星导航系统g的系统时间与精密钟差所用的时间基准的名义偏差。
可选的,所述基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差,具体为:
根据公式计算卫星的钟差之差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的钟差之差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的精密钟差,Δpco表示天线相位中心偏差改正项,Δdcb表示码间偏差改正项,Δrel表示相对论改正项。
可选的,所述根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算所述卫星导航系统的系统偏差,具体为:
根据公式计算卫星导航系统g的系统偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,MED{}表示求中位数,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内的卫星s的钟差之差。
可选的,所述根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差,具体为:
根据公式计算卫星导航系统g和卫星导航系统f之间的系统时间偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g和卫星导航系统f的系统时间偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统f的系统偏差。
可选的,在所述对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差之后,还包括:
对所述系统时间偏差进行平滑,得到平滑后的系统时间偏差值;
采用最小二乘法对所述平滑后的系统时间偏差进行多项式拟合,得到多项式系数;
利用所述多项式系数预测未来某一时刻的系统时间偏差。
一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定系统,包括:
获取模块,用于获取设定时间段内各卫星导航系统的钟差数据;所述钟差数据包括所述卫星导航系统内所有卫星的广播钟差参数和在同一时间基准下的所述卫星导航系统内所有卫星的精密钟差;
广播钟差确定模块,用于基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差;
钟差之差确定模块,用于基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差;
系统偏差确定模块,用于对于任意一个卫星导航系统,根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算所述卫星导航系统的系统偏差;
系统时间偏差确定模块,用于对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差。
可选的,所述广播钟差确定模块,具体包括:
广播钟差确定单元,用于根据公式
计算卫星的广播钟差;其中,/>为第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>为广播钟差参数的0次项系数,/>为广播钟差参数的一次项系数,/>为广播钟差参数的二次项系数,/>为卫星导航系统g内卫星s的广播钟差参数的参考时刻;Ti为第i个采样点对应的时间,ΔTg为卫星导航系统g的系统时间与精密钟差所用的时间基准的名义偏差。
可选的,所述钟差之差确定模块,具体包括:
钟差之差确定单元,用于根据公式计算卫星的钟差之差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的钟差之差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的精密钟差,Δpco表示天线相位中心偏差改正项,Δdcb表示码间偏差改正项,Δrel表示相对论改正项。
可选的,所述系统时间偏差确定模块,具体包括:
系统时间偏差确定单元,用于根据公式计算卫星导航系统g和卫星导航系统f之间的系统时间偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g和卫星导航系统f的系统时间偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,表示第i个采样点对应的卫星导航系统f的系统偏差。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明在计算系统时间偏差时考虑到了系统中所有卫星的钟差之差,而且不需要专门的时间比对或时间同步设备,也不需要处理接收机数据,不受测站环境、接收机噪声、多路径效应、对流层和电离层延迟误差的影响,提高了系统时间偏差确定的可及性、便捷性和精度。
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性的前提下,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1提供的一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法流程图;
图2为本发明实施例2提供的一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定系统的结果示意图;
图3为本发明实施例1步骤4得到的GPS系统时间和GLONASS系统时间相对于精密钟差基准时间的系统偏差序列示意图;
图4为本发明实施例1步骤5得到的GPS和GLONASS系统时间偏差及步骤6平滑后的GPS和GLONASS系统时间偏差示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示,本实施例提供了一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法,所述方法包括:
101:获取设定时间段内各卫星导航系统的钟差数据。所述钟差数据包括所述卫星导航系统内所有卫星的广播钟差参数和精密钟差,所述精密钟差是指在同一时间基准下得到的包含不同卫星导航系统内卫星的精密钟差的数据;其中,广播钟差参数,以(二次)多项式系数的形式给出,还包括对应的参考时间参数。例如国际卫星导航系统服务组织(IGS)多卫星导航系统实验项目(MGEX)提供的同一时间基准的精密钟差产品或全球连续监测评估系统(iGMAS)提供的多卫星导航系统精密钟差产品。广播钟差参数可以通过多卫星导航系统接收机获得,也可以从公开的卫星导航系统数据中心,如IGS数据中心获得,典型地,广播钟差参数以RINEX格式存放。
102:基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差。
103:基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差。
104:对于任意一个卫星导航系统,根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算所述卫星导航系统的系统偏差。
105:对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差。
在实际应用中,102具体为:
用广播钟差参数计算对应于精密钟差采样时刻的卫星导航系统的广播钟差,即根据公式
计算卫星的广播钟差;其中,为第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>为广播钟差参数的0次项系数,/>为广播钟差参数的一次项系数,/>为广播钟差参数的二次项系数,/>为卫星导航系统g内卫星s的广播钟差参数的参考时刻;Ti为第i个采样点对应的时间,ΔTg为卫星导航系统g的系统时间与精密钟差所用的时间基准的名义偏差。假设5分钟计算一个广播钟差,则在1小时内就会有12个采样点。
在实际应用中,103具体为:
计算每颗卫星的广播钟差与精密钟差之差;需要考虑天线相位中心偏差改正,码间偏差改正和相对论效应改正,即根据公式
计算卫星的钟差之差;其中,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的钟差之差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的精密钟差,Δpco表示天线相位中心偏差改正项,Δdcb表示码间偏差改正项,Δrel表示相对论改正项。
其中天线相位中心偏差改正项是由于广播钟差和精密钟差解算时采用的天线相位偏差(PCO,Phase CenterOffset)参数的不同引起的,主要考虑卫星体Z方向PCO差异的影响,公式为:
Δpco=Zbrd-Zpre (3)
其中Zbrd和Zpre分别表示广播钟差和精密钟差采用的Z方向PCO值。
码间偏差改正项Δdcb是由于广播钟差和精密钟差解算时采用的测距码的不同引起。例如对于GPS,广播钟差和精密钟差都采用P1和P2码的消电离层组合,因此此项改正为0;BDS民用信号的广播钟差对应于B3I,而精密钟差通常采用B1I和B3I或B2a和B1C的消电离层组合,需要采用已知的方法计算该项改正。
对于GPS、Galileo和BDS的广播钟差不包含相对论效应,GLONASS的广播钟差则包含有相对论效应,而精密钟差产品,如IGS MGEX项目提供的多卫星导航系统精密钟差不包含相对论效应,因此对于GPS、Galileo和BDS系统,相对论该正项Δrel为0;对于GLONASS,相对论改正项需要采用已知的方法计算。
在实际应用中,104具体为:
根据公式
计算卫星导航系统g的系统偏差;其中,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,MED{}表示求中位数,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内的卫星s的钟差之差。
在实际应用中,104具体还可以为:
根据公式
计算卫星导航系统g的系统偏差;其中,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,MEAN{}表示求平均值,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的卫星s的钟差之差。
在上述步骤中,采用平均值或中位值,是因为全星座所有卫星的钟差才能代表系统时间,其中中位值比平均值具有更好的抗差性能。
在实际应用中,计算两个卫星导航系统之间的系统时间偏差,采用如下公式:
其中,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g和卫星导航系统f的系统时间偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统f的系统偏差。
在实际应用中,在所述对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差之后,还包括:
对所述系统时间偏差进行平滑,得到平滑后的系统时间偏差值,具体为对序列,采用已知的方法(如Vondrak方法)进行平滑,得到平滑后的系统时间偏差值/>采用Vondrak的优势是该方法不需要事先知道序列的变化规律,可以通过调节参数兼顾平滑结果的符合度和平滑度,是经典的数据平滑方法。
对系统时间偏差进行预报;采用最小二乘法对所述平滑后的系统时间偏差进行多项式拟合,得到多项式系数;利用所述多项式系数预测未来某一时刻的系统时间偏差,多项式可以为一次多项式。
本实施例还采用一个具体的实施案例对上述方法的技术方案及效果进行详细阐述。该实施例中,确定2020年10月01日GLONASS和GPS的系统时间偏差。
步骤1、收集数据:收集2020年10月01日的卫星导航系统广播钟差参数和多卫星导航系统精密钟差。从IGS网站下载GPS和GLONASS RINEX格式的导航文件和IGS MGEX分析中心GBM提供的多系统精密钟差文件。
步骤2、采用公式(1)用广播钟差参数计算对应于精密钟差采样时刻的GPS和GLONASS的广播钟差序列,由于精密钟差的时间基准名义上对齐到GPS时,所以对于GPS,ΔTGPS=0;对于GLONASS系统ΔTGLO=-18s。
步骤3、采用公式(2)计算钟差之差,其中Zbrd的值采用卫星厂家提供的值,Zpre由IGS网站ANTEX文件提供。
码间偏差改正项Δdcb是由于广播钟差和精密钟差解算采用的测距码的不同引起。对于GPS和GLONASS,此项改正都为0。对于GPS卫星,Δrel为0;对于GLONASS卫星,其中r和v分别为卫星的位置和速度向量,c为光在真空中的传播速度。
步骤4、如图3所示,采用公式(4)计算系统偏差,得到GPS系统时间与精密钟差基准时间的系统偏差以及GLONASS系统时间与精密钟差基准时间的系统偏差/>对于GPS系统nGPS=32,对于GLONASS系统nGLO=24。
步骤5、计算GPS和GLONASS之间的系统时间偏差。
采用如下公式:
其中,表示Ti时刻GPS和GLONASS的系统时间偏差,如图4中的正十字图例所示。
步骤6、对GPS和GLONASS之间的系统时间偏差进行平滑;对序列,采用已知的方法(如Vondrak方法)进行平滑,得到平滑后的系统时间偏差值/>结果如图4中的斜十字所示。
实施例2
本实施例提供了一种与实施例1对应的卫星导航系统的系统时间偏差的确定系统,如图2所示,所述系统包括:
获取模块A1,用于获取设定时间段内各卫星导航系统的钟差数据;所述钟差数据包括所述卫星导航系统内所有卫星的广播钟差参数和在同一时间基准下的所述卫星导航系统内所有卫星的精密钟差。
广播钟差确定模块A2,用于基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差。
钟差之差确定模块A3,用于基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差。
系统偏差确定模块A4,用于对于任意一个卫星导航系统,根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算所述卫星导航系统的系统偏差。
系统时间偏差确定模块A5,用于对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差。
作为一种可选的实施方式,所述广播钟差确定模块,具体包括:
广播钟差确定单元,用于根据公式
计算卫星的广播钟差;其中,/>为第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>为广播钟差参数的0次项系数,/>为广播钟差参数的一次项系数,/>为广播钟差参数的二次项系数,/>为卫星导航系统g内卫星s的广播钟差参数的参考时刻;Ti为第i个采样点对应的时间,ΔTg为卫星导航系统g的系统时间与精密钟差所用的时间基准的名义偏差。
作为一种可选的实施方式,所述钟差之差确定模块,具体包括:
钟差之差确定单元,用于根据公式计算卫星的钟差之差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的钟差之差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的精密钟差,Δpco表示天线相位中心偏差改正项,Δdcb表示码间偏差改正项,Δrel表示相对论改正项。
作为一种可选的实施方式,所述系统偏差确定模块,具体包括:
系统偏差确定单元,用于根据公式计算卫星导航系统g的系统偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,MED{}表示求中位数,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内的卫星s的钟差之差。
作为一种可选的实施方式,所述系统时间偏差确定模块,具体包括:系统时间偏差确定单元,用于根据公式计算卫星导航系统g和卫星导航系统f之间的系统时间偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g和卫星导航系统f的系统时间偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统f的系统偏差。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
1)不需要专门的比对设备就可以对不同卫星导航系统的系统时间偏差进行测量。
2)在测量系统时间偏差时考虑到星座中所有卫星的钟差差异的中位值或平均值,理论上更准确,具有更好的稳健性,因为系统时间是由全星座所有卫星共同代表,而不是某一颗或者某一部分卫星代表。
3)不需要处理接收机数据,不受测站环境,接收机噪声,多路径效应,对流层和电离层延迟误差的影响。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法,其特征在于,包括:
获取设定时间段内各卫星导航系统的钟差数据;所述钟差数据包括所述卫星导航系统内所有卫星的广播钟差参数和在同一时间基准下的所述卫星导航系统内所有卫星的精密钟差;
基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差;
基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差;
对于任意一个卫星导航系统,根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算所述卫星导航系统的系统偏差,具体为:
根据公式计算卫星导航系统g的系统偏差;其中,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,MED{}表示求中位数,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内的卫星s的钟差之差;
对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差,所述基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差,具体为:
根据公式计算卫星的钟差之差;其中,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的钟差之差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的精密钟差,Δpco表示天线相位中心偏差改正项,Δdcb表示码间偏差改正项,Δrel表示相对论改正项。
2.根据权利要求1所述的卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法,其特征在于,所述基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差,具体为:
根据公式计算卫星的广播钟差;其中,/>为第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>为广播钟差参数的0次项系数,/>为广播钟差参数的一次项系数,/>为广播钟差参数的二次项系数,/>为卫星导航系统g内卫星s的广播钟差参数的参考时刻;Ti为第i个采样点对应的时间,ΔTg为卫星导航系统g的系统时间与精密钟差所用的时间基准的名义偏差。
3.根据权利要求1所述的卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法,其特征在于,所述根据相应的两个所述卫星导航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差,具体为:
根据公式计算卫星导航系统g和卫星导航系统f之间的系统时间偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g和卫星导航系统f的系统时间偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统f的系统偏差。
4.根据权利要求1所述的卫星导航系统的系统时间偏差的确定方法,其特征在于,在所述对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差之后,还包括:
对所述系统时间偏差进行平滑,得到平滑后的系统时间偏差值;
采用最小二乘法对所述平滑后的系统时间偏差进行多项式拟合,得到多项式系数;
利用所述多项式系数预测未来某一时刻的系统时间偏差。
5.一种卫星导航系统的系统时间偏差的确定系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取设定时间段内各卫星导航系统的钟差数据;所述钟差数据包括所述卫星导航系统内所有卫星的广播钟差参数和在同一时间基准下的所述卫星导航系统内所有卫星的精密钟差;
广播钟差确定模块,用于基于所述广播钟差参数计算所述卫星导航系统内各所述卫星的广播钟差;
钟差之差确定模块,用于基于所述广播钟差和对应卫星的精密钟差计算对应卫星的钟差之差;
系统偏差确定模块,用于对于任意一个卫星导航系统,根据所述卫星导航系统内所有卫星的钟差之差计算所述卫星导航系统的系统偏差,具体为:根据公式
计算卫星导航系统g的系统偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,MED{}表示求中位数,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内的卫星s的钟差之差;
系统时间偏差确定模块,用于对于任意两个所述卫星导航系统,根据相应的两个所述卫星导,所述钟差之差确定模块,具体包括:
钟差之差确定单元,用于根据公式计算卫星的钟差之差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的钟差之差,表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的精密钟差,Δpco表示天线相位中心偏差改正项,Δdcb表示码间偏差改正项,Δrel表示相对论改正项航系统的系统偏差计算两个所述卫星导航系统之间的系统时间偏差。
6.根据权利要求5所述的卫星导航系统的系统时间偏差的确定系统,其特征在于,所述广播钟差确定模块,具体包括:
广播钟差确定单元,用于根据公式
星的广播钟差;其中,为第i个采样点对应的卫星导航系统g内卫星s的广播钟差,为广播钟差参数的0次项系数,/>为广播钟差参数的一次项系数,/>为广播钟差参数的二次项系数,/>为卫星导航系统g内卫星s的广播钟差参数的参考时刻;Ti为第i个采样点对应的时间,ΔTg为卫星导航系统g的系统时间与精密钟差所用的时间基准的名义偏差。
7.根据权利要求5所述的卫星导航系统的系统时间偏差的确定系统,其特征在于,所述系统时间偏差确定模块,具体包括:
系统时间偏差确定单元,用于根据公式计算卫星导航系统g和卫星导航系统f之间的系统时间偏差;其中,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统g和卫星导航系统f的系统时间偏差,Bi g表示第i个采样点对应的卫星导航系统g的系统偏差,/>表示第i个采样点对应的卫星导航系统f的系统偏差。
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