CN116299574B - 一种基于高度角的glonass掩星对应参考星prn校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,包括以下步骤:S1、获取GLONASS频点号列表;S2、查找与当前参考星PRN1同频点的PRN2号星;S3、计算Low Earth Orbit(LEO)和GNSS卫星位置;S4、分别计算LEO观测PRN1和PRN2的高度角;S5、判断参考星具体星号;S6、对每个时刻参考星PRN号进行校正。本发明有益效果:本发明保障了商业航天气象星座中搭载的GNSS掩星接收机接收的正常GLONASS掩星事件能够反演成功。
Description
技术领域
本发明属于卫星导航技术领域,尤其是涉及一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
背景技术
Global Navigation Satellite System(GNSS)包括中国的北斗导航系统、美国的Global Position System(GPS)导航系统、俄罗斯的GLONASS系统和欧洲的GALILEO系统。基于GNSS的掩星探测技术可实现0~60km高度内的中性大气层温度、湿度、压强等要素的探测。GNSS掩星探测技术在大气要素探测方面具有全球覆盖、成本低、全天候、无人值守等特点。随着相关行业用户对气象预报的精度要求越来越高,数值天气预报的精度需要得到提升,GNSS掩星廓线产品可快速应用到数值预报中,并可对数值预报产生正贡献。
因此,当前对掩星廓线产品的需求极大,这要求低轨卫星上的GNSS掩星探测设备单位时间内具备更多掩星事件的探测能力,GLONASS导航系统作为四大导航系统之一,具有24颗导航卫星在轨,GNSS掩星探测设备支持GLONASS掩星事件可极大提升单星单天的掩星探测能力,GLONASS导航卫星采用频分多址编码方式,每颗卫星具有对应的频点,GLONASS掩星反演过程中需要用到GLONASS参考星来消除GLONASS掩星接收机钟差,但GLONASS参考星在捕获跟踪过程中是按照频点来捕获,而GLONASS每个频点对应两个PRN伪码号,当前捕获的参考星PRN号存在不确定性,故提出一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,保障了商业航天气象星座中搭载的GNSS掩星接收机接收的正常GLONASS掩星事件能够反演成功。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,包括以下步骤:
S1、获取GLONASS卫星的频点号列表,每颗GLONASS卫星均有一个频点号,GLONASS为俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统;
S2、查找与当前的GLONASS卫星的掩星对应的参考星PRN1,以及与参考星PRN1同频点的参考星PRN2,PRN1和PRN2为参考星的星号;
S3、计算LowEarthOrbit卫星和GLONASS卫星的位置,所述LowEarthOrbit为LEO为低地球轨道;
S4、分别计算从LowEarthOrbit卫星观测步骤S2中的参考星PRN1和参考星PRN2的高度角;
S5、根据步骤S4的计算结果,判断参考星具体星号;
S6、按照步骤S5对每个时刻参考星星号进行校正。
进一步的,在步骤S1中,获取全球广播星历并读取所有GLONASS卫星的频点号,得到GLONASS卫星频点号列表,得到GLONASS卫星两个频点的频率列表:GLO_G1表和GLO_G2表。
进一步的,在步骤S2中,掩星观测资料包括掩星观测时间、直达载波相位、伪距及信噪比、掩星载波相位和信噪比、参考星载波相位和信噪比、掩星星号和参考星星号查找与当前参考星PRN1同频点的PRN2号星;
根据观测参考星星号PRN1查找GLONASS卫星频点号列表获取频点号N1,并找出与N1相等号所对应的另一个星号PRN2,同时通过查找GLO_G1表和GLO_G2表获取PRN1和PRN2双频的频率。
进一步的,在步骤S3中,利用GNSS掩星接收机输出LEO单点定位结果,获取GLONASS卫星精密星历文件,通过9阶拉格朗日插值算法分别从LEO单点定位结果和GLONASS精密星历文件中插值出当前掩星时刻LEO的位置pLEO和GLONASS参考星PRN1和PRN2对应位置pCankao1和pCankao2。
进一步的,在步骤S4中,将pLEO和pCankao1、pLEO和pCankao2这两对地固系下坐标,转换到LEO卫星站心坐标系下,分别计算出从LEO视角看PRN1和PRN2的高度角elev1和elev2。
进一步的,比较步骤S4中得到的高度角elev1和elev2,如果elev1>elev2则认定PRN1为该掩星事件观测的实际参考星星号,否则认定PRN2为该掩星事件观测的实际参考星星号。
进一步的,读取所有的GLONASS直达参考星观测记录,针对每条记录均进行步骤S5中的GLONASS参考星的高度角判断并校正,最后将校正之后的GLONASS参考星观测数据写进标准Rinex格式中,同时获取到各GLONASS参考星星号对应的正确频率信息。
进一步的,本方案公开了一种电子设备,包括处理器以及与处理器通信连接,且用于存储所述处理器可执行指令的存储器,所述处理器用于执行一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
进一步的,本方案公开了一种服务器,包括至少一个处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述处理器执行,以使所述至少一个处理器执行一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
进一步的,本方案公开了一种计算机可读取存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
相对于现有技术,本发明所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法具有以下有益效果:
本发明所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,保障了商业航天气象星座中搭载的GNSS掩星接收机接收的正常GLONASS掩星事件能够反演成功。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法示意图;
图2为本发明实施例所述的几何关系示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示为一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法示意图:
a)获取最新的GLONASS频点号列表
从IGS网站下载全球广播星历,读取完整的所有GLONASS卫星的频点号,每颗卫星均有一个频点号如表1所示,所列举的为当前最新的GLONASS频点号,可以从brdc广播星历中获取,GLONASS卫星为频分多址设计,其两个频点的频率列表GLO_G1和GLO_G2如表2和表3所示。
表1 GLONASS卫星频点号列表
表2 GLONASS卫星G1频率列表
表3 GLONASS卫星G2频率列表
b)查找与当前参考星PRN1同频点的PRN2号星
掩星观测资料包含掩星观测时间、直达载波相位伪距及信噪比、掩星载波相位和信噪比、参考星载波相位和信噪比、掩星星号和参考星星号。根据观测参考星星号PRN1查找表1获取频点号N1,并找出与N1相等号所对应的另一个星号PRN2。同时通过查找表2和表3可获取PRN1和PRN2双频的频率,几何关系示意图如图2所示。
c)计算Low Earth Orbit(LEO)和GNSS卫星位置
GNSS掩星接收机工作过程中输出LEO单点定位结果,从IGS网站下载GLONASS卫星精密星历文件,通过9阶拉格朗日插值算法分别从LEO单点定位结果和GLONASS精密星历文件中插值出当前掩星时刻LEO的位置pLEO和GLONASS参考星PRN1和PRN2对应位置pCankao1和pCankao2。
d)分别计算LEO观测PRN1和PRN2的高度角
使用pLEO和pCankao1、pLEO和pCankao2这两对地固系下坐标,转换到LEO卫星站心坐标系下,可分别计算出从LEO视角看PRN1和PRN2的高度角elev1和elev2。
e)判断参考星具体星号
比较高度角elev1和elev2,如果elev1>elev2,则PRN1为该掩星事件观测的实际参考星星号,否则PRN2为该掩星事件观测的实际参考星星号。
f)对每个时刻参考星PRN号进行校正
读取所有的GLONASS直达参考星观测记录,针对每条记录均进行GLONASS参考星的高度角判断并校正,最后将校正之后的GLONASS参考星观测数据写进标准Rinex格式中,同时获取到各GLONASS参考星星号对应的正确频率信息,为后续GLONASS掩星数据预处理精密定轨、数据预处理及反演处理做好准备。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法和系统,可以通过其它的方式实现。例如,以上所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。上述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单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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 (8)
1.一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获取GLONASS卫星的频点号列表,每颗GLONASS卫星均有一个频点号,GLONASS为俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统;
S2、查找与当前的GLONASS卫星的掩星对应的参考星PRN1,以及与参考星PRN1同频点的参考星PRN2,PRN1和PRN2为参考星的星号;
S3、计算Low Earth Orbit卫星和GLONASS卫星的位置,所述Low Earth Orbit为LEO,LEO为低地球轨道;
S4、分别计算从Low Earth Orbit卫星观测步骤S2中的参考星PRN1和参考星PRN2的高度角;
S5、根据步骤S4的计算结果,判断参考星具体星号;
S6、按照步骤S5对每个时刻参考星星号进行校正;
在步骤S4中,将pLEO和pCankao1、pLEO和pCankao1这两对地固系下坐标,转换到LEO卫星站心坐标系下,分别计算出从LEO视角看PRN1和PRN2的高度角ele1和ele2;
比较步骤S4中得到的高度角ele1和ele2,如果ele1>ele2则认定PRN1为该掩星事件观测的实际参考星星号,否则认定PRN2为该掩星事件观测的实际参考星星号。
2.根据权利要求1所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,其特征在于:在步骤S1中,获取全球广播星历并读取所有GLONASS卫星的频点号,得到GLONASS卫星频点号列表,得到GLONASS卫星两个频点的频率列表:GLO_G1表和GLO_G2表。
3.根据权利要求1所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,其特征在于:在步骤S2中,掩星观测资料包括掩星观测时间、直达载波相位、伪距及信噪比、掩星载波相位和信噪比、参考星载波相位和信噪比、掩星星号和参考星星号、查找与当前参考星PRN1同频点的PRN2号星;
根据观测参考星星号PRN1查找GLONASS卫星频点号列表获取频点号N1,并找出与N1相等号所对应的另一个星号PRN2,同时通过查找GLO_G1表和GLO_G2表获取PRN1和PRN2双频的频率。
4.根据权利要求1所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,其特征在于:在步骤S3中,利用GNSS掩星接收机输出LEO单点定位结果,获取GLONASS卫星精密星历文件,通过9阶拉格朗日插值算法分别从LEO单点定位结果和GLONASS精密星历文件中插值出当前掩星时刻LEO的位置pLEO和GLONASS参考星PRN1和PRN2对应位置pCankao1和pCankao2。
5.根据权利要求1所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法,其特征在于:读取所有的GLONASS直达参考星观测记录,针对每条记录均进行步骤S5中的GLONASS参考星的高度角判断并校正,最后将校正之后的GLONASS参考星观测数据写进标准Rinex格式中,同时获取到各GLONASS参考星星号对应的正确频率信息。
6.一种电子设备,包括处理器以及与处理器通信连接,且用于存储所述处理器可执行指令的存储器,其特征在于:所述处理器用于执行上述权利要求1-5任一所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
7.一种服务器,其特征在于:包括至少一个处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-5任一所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
8.一种计算机可读取存储介质,存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的一种基于高度角的GLONASS掩星对应参考星PRN校正方法。
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