CN113391334A - 基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法 - Google Patents

基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法 Download PDF

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CN113391334A CN202110794563.2A CN202110794563A CN113391334A CN 113391334 A CN113391334 A CN 113391334A CN 202110794563 A CN202110794563 A CN 202110794563A CN 113391334 A CN113391334 A CN 113391334A
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Abstract

本发明提供一种基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，在北斗全球短报文字节限制内，以提高实时精密单点定位精度和收敛速度为目标，基于卫星轨道、钟差与用户定位精度的关系，通过北斗全球短报文双向通讯获取用户位置，计算精密轨道和钟差改正数对用户定位的综合影响，得到空间信号测距误差改正数，并基于北斗全球短报文通信将空间信号测距误差改正数播发给用户，进行用户实时精密单点定位。该方案满足北斗短报文通信容量，有效降低了编码损失对定位精度的影响。

Description

基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法
技术领域
本专利属于GNSS导航定位领域，是利用北斗全球短报文通信功能播发空间信号测距误差改正数的编码方法，以实现用户实时精密定位。
背景技术
世界上目前共有GPS、BDS、Galileo和GLONASS四大全球卫星导航系统，我国的北斗卫星导航系统是唯一能够同时实现实时定位与短报文通信的系统，可为用户提供全天候高精度定位、精确授时与大范围、远距离实时短报文通信服务等。北斗实现的短报文通信能允许用户与用户、用户与地面控制中心之间进行双向数据传输。与GPRS/CDMA/4G等现有常见通信方式相比，北斗全球短报文能够实现卫星覆盖范围内的通信，在交通运输、国土资源、海事通信等领域中应用越来越广泛。北斗系统短报文传输数据具有如下特点：数据以明文形式进行传输；数据需要基于通信传输协议设计固定的报文格式；数据取值相对集中；单条报文传输的数据量和短报文服务的频率十分有限。
GNSS精密单点定位是一种在高精度的参考框架下进行单个用户精密定位的方法，通常使用伪距和载波相位观测值，定位精度可达厘米级，常见的观测模型包括双频无电离层组合模型、Uofc模型等，双频无电离层组合观测方程如下：
Figure BDA0003162161070000011
Figure BDA0003162161070000012
PIF和LIF表示无电离层组合的伪距和载波相位观测值，
Figure BDA0003162161070000013
Figure BDA0003162161070000014
表示接收机(Xr,Yr,Zr)到卫星(Xs,Ys,Zs)之间的几何距离，c表示真空中光速，dtr和dts分别表示接收机和卫星钟差，T表示对流层延迟，NIF表示相位模糊度，
Figure BDA0003162161070000015
和
Figure BDA0003162161070000016
表示残余误差。GNSS精密单点定位需要改正广播星历的误差对定位产生的影响，因此依赖于高精度的卫星轨道和钟差产品。
国内外建立的具有代表性精密定位服务系统包括：JPL研制的GDGPS(GlobalDifferential GPS)系统、Navcom公司StarFire系统、Trimble公司的OmniSTAR系统、QZSS系统精密定位服务、北斗地基增强系统和北斗三号精密单点定位服务等。常见的精密定位服务系统通常播发GNSS精密定位所需的精密轨道和精密钟差等改正产品，改正产品的播发都必须依赖其制定的通讯协议，通讯协议规定了数据交换的格式，以确保发送方与接收方能够正确传输数据。例如，GDGPS实时改正产品可通过包括Internet在内的多种方式播发，StarFire系统采用JPL SOC格式或标准RTCM格式播发，OmniSTAR通过RTCM-SC-104协议播发，QZSS系统精密定位服务采用压缩版的RTCM格式。以应用最为广泛的RTCM-SC-104协议为例，GPS径向、切向、法向的精密轨道和精密钟差改正数的单条数据长度分别为22bits、20bits、20bits、22bits，尺度分别为0.1mm、0.4mm、0.4mm、0.1mm，每颗卫星的改正信息长度为92bits。考虑到每条北斗全球短报文存在560bits的数据长度限制，基于全球短报文的精密定位无法采用RTCM的编码方案。
另一方面，影响用户定位精度的是与用户位置相关的卫星轨道和钟差的综合因素，即空间信号测距误差Δρ。基于北斗全球短报文双向通信的特点，系统可以实时获取用户粗略位置，将精密单点定位系统播发的轨道/钟差改正数综合为空间信号测距误差改正数，直接应用于精密单点定位中，其双频无电离层组合观测方程如下：
Figure BDA0003162161070000021
Figure BDA0003162161070000022
相较于播发轨道和钟差改正数，播发空间信号测距误差改正数更直接地反映了轨道和钟差对用户定位性能的综合影响，且数据占用的容量更小。
本专利基于精密单点定位和北斗全球短报文通信原理，在参考RTCM格式的基础上，提出了一种更适合GNSS实时精密单点定位的北斗全球短报文播发空间信号测距误差改正数的编码与使用方法。
发明内容
现有技术主要存在以下改进障碍：
1)每条全球短报文数据长度为560bits，如果采用常规的编码方案，则无法通过一条北斗全球短报文播发所有卫星系统的精密定位所需改正信息。
2)目前精密单点定位系统播发精密轨道和钟差产品，数据占用容量大，但影响定位的是轨道和钟差的综合因素，即空间信号测距误差。
本发明提供一种基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，在北斗全球短报文字节限制内，以提高实时精密单点定位精度和收敛速度为目标，基于卫星轨道、钟差与用户定位精度的关系，通过北斗全球短报文双向通讯获取用户位置，计算精密轨道和钟差改正数对用户定位的综合影响，得到空间信号测距误差改正数，并基于北斗全球短报文通信将空间信号测距误差改正数播发给用户，进行用户实时精密单点定位，实现过程包括以下步骤，
步骤1，通过北斗短报文实时获取用户粗略位置，计算用户此时的卫星高度角和各颗卫星的空间信号测距误差改正数；
步骤2，选择播发改正数的卫星，包括在选择需要播发的卫星时，按照空间信号测距误差改正数的有效范围、卫星标识和卫星高度角对卫星数据进行判断；
步骤3，空间信号测距误差改正数的数据处理和编码，包括将每颗卫星的改正数按照编码尺度要求取整，然后将头文件和取整后的卫星数据转换成二进制；
步骤4，按照编码格式规定的顺序，将头文件、卫星标识和空间信号测距误差改正数信息依次添加进全球短报文电文中，并通过补0使编码后总长度为整数字节，最后计算CRC校验码，添加到电文的末尾，形成一条完整的电文；
步骤5，首先通过北斗全球短报文播发并获取完整电文，按照编码格式相应地进行解码，然后使用与北斗全球短报文播发的空间信号测距误差改正数的星历龄期匹配的广播星历计算卫星位置和速度，再将空间信号测距误差改正数改正到双频无电离层组合观测方程上，最后通过实时精密单点定位获取用户位置坐标。
而且，步骤2中，当判断某卫星改正数值超出有效范围时，或者不在卫星标识范围内时，或者卫星高度角低于5°时，该颗卫星不参与选星；然后按照卫星高度角由高到低的顺序选择最多22颗卫星进行编码。
而且，空间信号测距误差改正数的计算方式为，通过实时卫星轨道和钟差、广播星历，获取实时卫星轨道改正数和钟差改正数SSR，计算当前时刻t的卫星轨道改正量δO和卫星钟差改正数δC，
Figure BDA0003162161070000031
δC＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中，δOr、δOa、δOc为卫星径向、切向和法向改正数，
Figure BDA0003162161070000032
表示其变化率，C0、C1和C2为实时卫星钟差改正数的多项式系数，t是当前时间，t0是SSR参考时间，地心地固坐标系ECEF下的卫星轨道改正量表示为，
δxs＝[er,ea,ec]·δO
Figure BDA0003162161070000041
其中，r和
Figure BDA0003162161070000042
表示由卫星广播星历求得的ECEF坐标系下的卫星位置和卫星速度；
当前时刻t的空间信号测距误差改正数
Figure BDA0003162161070000043
表示为，
Figure BDA0003162161070000044
Figure BDA0003162161070000045
其中，er,ea,ec分别表示轨道坐标系径向、切向、法向三轴在惯性系中的单位向量，e表示卫星到用户的单位向量，xr和xs分别表示由北斗短报文获得的用户粗略位置和由广播星历计算的卫星位置，c表示光速。
而且，每条全球短报文编码最多包括22颗卫星空间信号测距误差改正数信息，由20bits消息头、90bits卫星标识、最大418bits空间信号测距误差改正数信息和24bits的CRC校验组成。
而且，对头文件的处理，采用如下表所示的格式，
参数 bits 尺度 有效范围 单位 备注
同步码 8 1 标识一个数据包的开始
时间标识 12 1 0-4095 秒 小时内秒
合计 20
头文件的组成包括8bits的同步码和12bits的时间标识，同步码标识一个数据包的开始。
而且，对北斗全球短报文一条完整电文的数据处理，采用如下表所示的格式，
Figure BDA0003162161070000046
Figure BDA0003162161070000051
全球短报文播发的改正信息由每颗卫星的星历龄期空间信号测距误差改正数组成，每条短报文的数据长度为560bits，且需要最多播发22颗卫星的改正信息，所以除去头文件和CRC校验所需的134bits，每颗卫星的改正信息长度为19bits，其中星历龄期为8bits。
而且，播发22颗卫星的改正信息时，全球短报文通信下卫星空间信号测距误差改正数编码格式如下表，
参数 bits 尺度 有效范围 单位
星历龄期 8 1 0-255
空间信号测距误差改正数 11 0.006 ±6.138 米
1颗卫星合计 19
22颗卫星合计 418
解码时按相应方式进行。
而且，使用空间信号测距误差改正数的用户定位中无电离层组合观测方程为，
Figure BDA0003162161070000052
Figure BDA0003162161070000053
其中，PIF和LIF表示无电离层组合的伪距和载波相位观测值，ρ表示由广播星历计算的卫星到用户的几何距离，Δρ表示空间信号测距误差改正数，c表示真空中光速，dtr和dts分别表示接收机和卫星广播钟差，T表示对流层延迟，λIF表示组合观测值的波长，NIF表示相位模糊度，
Figure BDA0003162161070000054
和
Figure BDA0003162161070000055
表示残余误差。
本发明是一项基于北斗全球短报文通信功能的空间信号测距误差改正数编码与使用方法，应用于Multi-GNSS实时精密单点定位领域。主要特点是基于轨道、钟差与用户定位精度的关系，更有效地利用北斗全球短报文的数据长度、极大地提高了单条短报文播发的卫星数目，进一步缩减编码带来的精度损失、提高定位的精度和收敛速度。基本方案是基于轨道、钟差与用户定位精度的关系，通过北斗全球短报文双向通讯获取用户位置，计算精密轨道和钟差改正数对定位的综合影响，即空间信号测距误差改正数，通过北斗全球短报文播发后，用于用户实时精密单点定位。该方案满足北斗短报文通信容量(560bits)。本专利特征是通过北斗短报文通信获取用户粗略位置，计算针对该用户的空间信号测距误差，在满足卫星高度角大于5°和改正数在有效范围内的前提下，依据高度角由高到低的顺序选取最多22颗卫星进行编码播发，用户可以实现使用广播星历和空间信号测距误差改正数的实时精密单点定位。本专利的编码损失平均为0.15cm，有效降低了编码损失对定位精度的影响。
附图说明
图1为本发明实施例的编码流程图
图2为本发明实施例的定位流程图
图3为本发明实施例的不同卫星系统编码损失精度示意图
具体实施方式
本专利是北斗全球短报文播发空间信号测距误差改正数的编码与使用方法，在北斗全球短报文字节限制(560bits)内，以提高实时精密单点定位精度和收敛速度为目标，计算空间信号测距误差改正数，包括通过北斗全球短报文双向通讯获取用户粗略位置，基于卫星轨道、钟差与用户定位精度的关系，计算精密轨道和钟差改正数对用户定位的综合影响，即空间信号测距误差改正数；空间信号测距误差改正数编码，包括基于空间信号测距误差改正数的有效范围、卫星标识和卫星高度角进行选星，按照改正数编码格式的要求进行数据处理和编码，并基于北斗全球短报文通信将空间信号测距误差改正数播发给用户；用户进行实时精密单点定位，包括将空间信号测距误差改正数作为独立误差改正项实现实时精密单点定位，有效提高了北斗短报文播发的卫星数目、降低了编码损失，进一步提高定位的精度和收敛速度。
参见图1和图2，本发明实施例提供的一种基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，实现流程如下：
步骤1：通过北斗短报文实时获取用户粗略位置，计算用户此时的卫星高度角和各颗卫星的空间信号测距误差改正数。
通过实时卫星轨道和钟差、广播星历，获取t0时刻的实时卫星轨道和钟差改正数(SSR)，其中实时卫星轨道改正数包括卫星径向、切向和法向改正数(δOr、δOa、δOc)及其变化率
Figure BDA0003162161070000061
Figure BDA0003162161070000062
则当前时刻t的卫星轨道改正量δO可以表示为：
Figure BDA0003162161070000063
实时卫星钟差改正数δC由多项式系数C0、C1和C2的形式表示。用户可以得到以米为单位的当前时刻的卫星钟差改正数：
δC＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中，t和t0是当前时间和SSR参考时间，
所以地心地固坐标系(ECEF)下的卫星轨道改正量可以表示为：
δxs＝[er,ea,ec]·δo
Figure BDA0003162161070000071
其中，er,ea,ec分别表示轨道坐标系径向、切向、法向三轴在惯性系中的单位向量，r和
Figure BDA0003162161070000072
表示由卫星广播星历求得的ECEF坐标系下的卫星位置和卫星速度。
当前时刻t的空间信号测距误差改正数
Figure BDA0003162161070000073
可以表示为：
Figure BDA0003162161070000074
Figure BDA0003162161070000075
其中，e表示卫星到用户的单位向量，xr和xs分别表示由北斗全球短报文获得的用户粗略位置和由广播星历计算的卫星位置，c表示光速。参与计算的卫星广播星历应与用户参与定位的卫星广播星历保持一致，计算得到的空间信号测距误差改正数的星历龄期即该卫星参与计算的广播星历的星历龄期。
通过实时卫星轨道和钟差、广播星历，获取的当前时刻t的卫星轨道改正量δO和卫星钟差改正数δC如(a)所示，最终获取的空间信号测距误差改正数
Figure BDA0003162161070000076
如(b)所示。
(a)
Figure BDA0003162161070000081
(b)
Figure BDA0003162161070000082
步骤2：选择播发改正数的卫星。在选择需要播发的卫星时，需要按照空间信号测距误差改正数的有效范围、卫星标识和卫星高度角对卫星进行判断。
每条全球短报文编码最多22颗卫星的空间信号测距误差改正数信息，由20bits消息头、90bits卫星标识、最大418bits空间信号测距误差改正数信息和24bits的CRC校验组成。具体实施时，如果选星后满足要求的卫星数低于22颗，则只播发满足要求的卫星相应信息。如果播发的卫星数不满22颗，则改正数信息长度为卫星数×19bits。另一方面，在编码二进制数据时，需要在CRC校验前补0，使短报文编码后总长度保持整数字节。
编码空间信号测距误差改正数时，需先进行改正数有效范围、卫星标识和卫星截止高度角的判断，改正数值超出有效范围时，或者不在卫星标识范围内时，或者卫星高度角低于5°时，该颗卫星不参与选星；然后按照卫星高度角由高到低的顺序选择最多22颗卫星进行编码。
步骤3：空间信号测距误差改正数的数据处理和编码。将每颗卫星的改正数按照本专利编码尺度要求取整；然后，将头文件和取整后的卫星数据转换成二进制；
实施例优选的实现方式如下：
1.每条北斗短报文的编码结构
头文件用于储存整个全球短报文卫星数据的全局性信息，如表1所示，每条短报文播发GPS、Galileo、BDS三个系统的卫星改正信息。
表1 全球短报文通信的空间信号测距误差改正数编码消息头
参数 bits 尺度 有效范围 单位 备注
同步码 8 1 标识一个数据包的开始
时间标识 12 1 0-4095 秒 小时内秒
合计 20
头文件由8bits的同步码和12bits的时间标识组成，同步码标识一个数据包的开始。
由于北斗短报文具有双向数据传输的特性，在保证卫星数目足够的基础上，系统可以基于用户传输的粗略位置信息来选择最适合用户用于定位的卫星并计算空间信号测距误差改正数。
头文件后是90bits的卫星标识，卫星标识的1-32bit代表GPS卫星，33-58bit代表Galileo卫星，59-90bit代表BDS卫星。
卫星标识后为卫星改正信息和CRC校验，短报文改正信息由每颗卫星的星历龄期和空间信号测距误差改正数组成。每条短报文的数据长度为560bits，所以除去头文件、卫星标识和CRC校验所需的134bits后，最多可以播发22颗卫星的改正信息，每颗卫星的改正信息长度为19bits，其中星历龄期为8bits，空间信号测距误差改正数为11bits。
每条全球短报文的编码长度统计如表2所示。
表2 全球短报文通信下空间信号测距误差改正数编码长度统计
编码类型 单位(bits)
消息头 20
卫星标识 90
空间信号测距误差改正数信息数据 418
CRC校验 24
合计 552<560
2.对空间信号测距误差改正数的数据处理
通过长时间空间信号测距误差改正数的统计，可以确定空间信号测距误差改正数的有效范围为±6m。当播发22颗卫星的改正信息时，每颗卫星的改正信息长度为19bits，其中星历龄期为8bits，空间信号测距误差改正数为11bits，此时编码尺度为0.6cm。
若播发23颗卫星的改正信息，则空间信号测距误差改正数长度为10bits，编码损失为当前的2倍，编码损失过大。如当播发大于23颗卫星的改正信息时，编码损失将更大，不适用于实时精密单点定位。
考虑到不同卫星系统的卫星可见性和改正数有效范围相差不大，为方便用户体验、提高编码文件的简洁性和规范性，不同卫星系统将采取相同的编码格式。在综合卫星可见性、改正数有效范围、编码尺度、编码损失、用户体验等因素后，确定播发22颗卫星的改正信息为最优方案，详见表3。
表3 全球短报文通信下空间信号测距误差改正数编码格式
参数 bits 尺度 有效范围 单位
星历龄期 8 1 0-255
空间信号测距误差改正数 11 0.006 ±6.138 米
1颗卫星合计 19
22颗卫星合计 418
步骤4：按照编码格式规定的顺序，将二进制的头文件、卫星标识和空间信号测距误差改正数信息依次添加进全球短报文电文中，然后计算头文件、卫星标识和卫星数据合计的长度，如果不是整数个字节长度，则在CRC校验前补0，使短报文编码后总长度为整数字节，最后计算24bits的CRC校验码，添加到电文的末尾，形成一条完整的电文。
各卫星系统的编码损失精度如图3所示，精度损失平均为0.15cm。
步骤5：首先通过北斗全球短报文获取完整电文，按照编码格式相应地进行解码，然后使用与北斗短报文播发的空间信号测距误差改正数的星历龄期匹配的广播星历计算卫星位置和速度，再将空间信号测距误差改正数改正到双频无电离层组合观测方程上，最后通过实时精密单点定位获取用户位置坐标。
使用空间信号测距误差改正数时的观测方程为：
Figure BDA0003162161070000111
Figure BDA0003162161070000112
其中，PIF和LIF表示无电离层组合的伪距和载波相位观测值，ρ表示由广播星历计算的卫星到用户的几何距离，Δρ表示空间信号测距误差改正数，c表示真空中光速，dtr和dts分别表示接收机和卫星广播钟差，T表示对流层延迟，λIF表示组合观测值的波长，NIF表示相位模糊度，
Figure BDA0003162161070000113
和
Figure BDA0003162161070000114
表示残余误差。
具体实施时，本发明技术方案提出的方法可由本领域技术人员采用计算机软件技术实现自动运行流程，实现方法的系统装置例如存储本发明技术方案相应计算机程序的计算机可读存储介质以及包括运行相应计算机程序的计算机设备，也应当在本发明的保护范围内。
在一些可能的实施例中，提供一种基于北斗全球短报文通信的空间信号测距误差改正数编码与使用系统，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如上所述的一种基于北斗全球短报文通信的空间信号测距误差改正数编码与使用方法。
在一些可能的实施例中，提供一种基于北斗全球短报文通信的空间信号测距改正数编码与使用系统，包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如上所述的一种基于北斗全球短报文通信的空间信号测距误差改正数编码与使用方法。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：在北斗全球短报文字节限制内，以提高实时精密单点定位精度和收敛速度为目标，基于卫星轨道、钟差与用户定位精度的关系，通过北斗全球短报文双向通讯获取用户位置，计算精密轨道和钟差改正数对用户定位的综合影响，得到空间信号测距误差改正数，并基于北斗全球短报文通信将空间信号测距误差改正数播发给用户，进行用户实时精密单点定位，实现过程包括以下步骤，
步骤1，通过北斗短报文实时获取用户粗略位置，计算用户此时的卫星高度角和各颗卫星的空间信号测距误差改正数；
步骤2，选择播发改正数的卫星，包括在选择需要播发的卫星时，按照空间信号测距误差改正数的有效范围、卫星标识和卫星高度角对卫星数据进行判断；
步骤3，空间信号测距误差改正数的数据处理和编码，包括将每颗卫星的改正数按照编码尺度要求取整，然后将头文件和取整后的卫星数据转换成二进制；
步骤4，按照编码格式规定的顺序，将头文件、卫星标识和空间信号测距误差改正数信息依次添加进全球短报文电文中，并通过补0使编码后总长度为整数字节，最后计算CRC校验码，添加到电文的末尾，形成一条完整的电文；
步骤5，首先通过北斗全球短报文播发并获取完整电文，按照编码格式相应地进行解码，然后使用与北斗全球短报文播发的空间信号测距误差改正数的星历龄期匹配的广播星历计算卫星位置和速度，再将空间信号测距误差改正数改正到双频无电离层组合观测方程上，最后通过实时精密单点定位获取用户位置坐标。
2.根据权利要求1所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：步骤2中，当判断某卫星改正数值超出有效范围时，或者不在卫星标识范围内时，或者卫星高度角低于5°时，该颗卫星不参与选星；然后按照卫星高度角由高到低的顺序选择最多22颗卫星进行编码。
3.根据权利要求1所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：空间信号测距误差改正数的计算方式为，通过实时卫星轨道和钟差、广播星历，获取实时卫星轨道改正数和钟差改正数SSR，计算当前时刻t的卫星轨道改正量δO和卫星钟差改正数δC，
Figure FDA0003162161060000021
δC＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中，δOr、δOa、δOc为卫星径向、切向和法向改正数，
Figure FDA0003162161060000022
表示其变化率，C0、C1和C2为实时卫星钟差改正数的多项式系数，t是当前时间，t0是SSR参考时间，地心地固坐标系ECEF下的卫星轨道改正量表示为，
δxs＝[er，ea，ec]·δO
Figure FDA0003162161060000023
其中，r和
Figure FDA0003162161060000024
表示由卫星广播星历求得的ECEF坐标系下的卫星位置和卫星速度；
当前时刻t的空间信号测距误差改正数
Figure FDA0003162161060000025
表示为，
Figure FDA0003162161060000026
Figure FDA0003162161060000027
其中，er，ea，ec分别表示轨道坐标系径向、切向、法向三轴在惯性系中的单位向量，e表示卫星到用户的单位向量，xr和xs分别表示由北斗短报文获得的用户粗略位置和由广播星历计算的卫星位置，c表示光速。
4.根据权利要求1所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：每条全球短报文编码最多包括22颗卫星空间信号测距误差改正数信息，由20bits消息头、90bits卫星标识、最大418bits空间信号测距误差改正数信息和24bits的CRC校验组成。
5.根据权利要求4所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：对头文件的处理，采用如下表所示的格式，
参数 bits 尺度 有效范围 单位 备注 同步码 8 1 标识一个数据包的开始 时间标识 12 1 0-4095 秒 小时内秒 合计 20
头文件的组成包括8bits的同步码和12bits的时间标识，同步码标识一个数据包的开始。
6.根据权利要求4所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：对北斗全球短报文一条完整电文的数据处理，采用如下表所示的格式，
编码类型 单位(bits) 消息头 20 卫星标识 90 空间信号测距误差改正数信息数据 418 CRC校验 24 合计 552＜560
全球短报文播发的改正信息由每颗卫星的星历龄期空间信号测距误差改正数组成，每条短报文的数据长度为560bits，且需要最多播发22颗卫星的改正信息，所以除去头文件和CRC校验所需的134bits，每颗卫星的改正信息长度为19bits，其中星历龄期为8bits。
7.根据权利要求4所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：播发22颗卫星的改正信息时，全球短报文通信下卫星空间信号测距误差改正数编码格式如下表，
参数 bits 尺度 有效范围 单位 星历龄期 8 1 0-255 空间信号测距误差改正数 11 0.006 ±6.138 米 1颗卫星合计 19 22颗卫星合计 418
解码时按相应方式进行。
8.根据权利要求3所述基于北斗全球短报文的空间信号测距误差改正数编码方法，其特征在于：使用空间信号测距误差改正数的用户定位中无电离层组合观测方程为，
Figure FDA0003162161060000031
Figure FDA0003162161060000032
其中，PIF和LIF表示无电离层组合的伪距和载波相位观测值，ρ表示由广播星历计算的卫星到用户的几何距离，Δρ表示空间信号测距误差改正数，c表示真空中光速，dtr和dts分别表示接收机和卫星广播钟差，T表示对流层延迟，λIF表示组合观测值的波长，NIF表示相位模糊度，
Figure FDA0003162161060000041
和
Figure FDA0003162161060000042
表示残余误差。
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