CN117368951A - 一种载波相位模糊度快速固定系统与方法 - Google Patents

一种载波相位模糊度快速固定系统与方法 Download PDF

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CN117368951A CN202311280688.9A CN202311280688A CN117368951A CN 117368951 A CN117368951 A CN 117368951A CN 202311280688 A CN202311280688 A CN 202311280688A CN 117368951 A CN117368951 A CN 117368951A
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Abstract

一种载波相位模糊度快速固定系统与方法，属于导航定位技术领域。通过高轨导航卫星和低轨卫星的融合，实现了高精度定位各类修正量的快速播发。本发明通过增加播发了导航增强信号，为用户提供一个较小误差且无电离层影响的伪距观测量用于模糊度固定，实现了载波相位模糊度的快速固定。

Description

一种载波相位模糊度快速固定系统与方法
技术领域
本发明涉及一种载波相位模糊度快速固定系统与方法，属于导航定位技术领域。
背景技术
以北斗为代表的全球卫星导航系统连续稳定运行并为全球用户提供导航定位授时服务，但是利用传统GNSS定位时，需要较长的时间才能实现载波相位模糊度的固定。
随着社会经济的快速发展，各行业对快收敛高精度定位的需求与日俱增，传统的导航系统与设备已经无法实现模糊度快速固定从而快收敛高精度定位，而许多用户需要快收敛高精度定位服务。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种载波相位模糊度快速固定系统与方法，实现了载波相位模糊度的快速固定。
本发明的技术解决方案是：一种载波相位模糊度快速固定系统，包括：
地面运控系统，对导航卫星星座和低轨卫星星座进行监测、控制管理；根据接收到的卫星状态信息和控制管理信息生成各类导航信息，并将各类导航信息上注至导航卫星和低轨卫星；
导航卫星星座，包括分布在多个中高轨道面的多颗导航卫星，用于向全球或是特定区域播发中高轨导航信号；
低轨卫星星座，包括分布在多个低轨道面的多颗低轨卫星，用于向全球或是特定区域播发低轨导航信号和通信信号；所述中高轨导航信号和低轨导航信号均至少包括两个频段的导航信号；
用户接收机，接收低轨卫星星座播发的通信信号，以及导航卫星星座播发的中高轨导航信号或低轨卫星星座播发的低轨导航信号或导航卫星星座和低轨卫星星座共同播发的中高轨导航信号和低轨导航信号，实现定位。
进一步地，所述中高轨导航信号和低轨导航信号均包括导航信号和各自对应导航卫星自身的导航信息：
所述导航信号包括L频段信号和导航增强信号；其中L频段信号频段在1～2GHz之间，导航增强信号的中心频点在22.3GHz以上，同时导航增强信号的主瓣带宽超过20.46MHz，信号落地功率高于-155dBw；
所述导航信息包括导航基本信息和导航增强信息；其中导航基本信息包括广播星历、广播钟差、广播历书、广播码相位偏差、卫星完好性，导航增强信息包括轨道钟差校正量、卫星姿态、天线相位中心和变化、硬件延迟校正量、L频段信号的宽巷与窄巷小数偏差；
所述L频段信号播发两个以上的频点的信号，包括北斗B1I、B1c、B2a、B3I。
进一步地，所述中高轨导航信号和低轨导航信号中导航增强信号的中心频点根据需求确定为相同或不同。
进一步地，所述导航增强信号与L频段信号相干生成，其频率基准相同。
进一步地，所述用户接收机根据中高轨导航信号中的L频段信号和导航增强信号实现定位，或根据低轨导航信号中的L频段信号和导航增强信号实现定位，或同时根据中高轨导航信号和低轨导航信号中的L频段信号和导航增强信号实现定位。
根据所述的一种载波相位模糊度快速固定系统实现的载波相位模糊度快速固定方法，包括：
用户接收机在某时刻tn同时接收导航卫星星座和低轨卫星星座播发的L频段导航信号和导航增强信号，分别生成L频段导航信号的伪距测量值和载波相位测量值，以及导航增强信号的伪距测量值和载波相位测量值；
用户接收机同时接收tn时刻生成测量值的导航卫星和低轨卫星的导航增强信息，并分别解析出导航基本信息和导航增强信息；接收导航增强信息包括：接收导航卫星星座播发的其自身的导航信息；接收低轨卫星星座通信频段播发的导航信息；接收低轨卫星星座导航增强频段播发的导航信息；
用户接收机利用接收到的伪距、载波相位测量值，同时利用接收得到的导航基本信息和导航增强信息，计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量，执行载波相位模糊度固定方法实现定位。
进一步地，所述计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量包括：根据导航卫星星座和低轨卫星星座的导航信息生成信号发射时刻导航卫星星座和低轨卫星星座的位置和钟差，并计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量。
进一步地，所述根据导航卫星星座和低轨卫星星座的导航信息生成信号发射时刻导航卫星星座和低轨卫星星座的位置和钟差，包括：
对接收到的伪距测量值和载波相位测量值进行评估，统计同时具有L频段导航信号测量值和导航增强信号测量值的导航卫星和低轨卫星；
利用导航基本信息，所有同时具有L频段导航信号测量值和导航增强信号测量值的导航卫星和低轨卫星的位置和钟差；
根据位置和钟差，利用接收的导航增强信息中的轨道钟差校正量进行校正，得到导航卫星和低轨卫星的质心位置与钟差改正量；
根据导航卫星和低轨卫星的质心位置校正不同频点信号的发射位置：利用导航增强信息中的天线相位中心，对其进行信号的发射位置进行校正；
根据所述钟差改正量校正不同频点信号的伪距的发射硬件延迟。
进一步地，所述计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量，包括：
通过地球自转校正、时空曲率的影响校正、狭义相对论校正以及天线相位缠绕校正对与卫星有关的误差进行校正；
通过投影函数校正对流层延迟来校正与传播路径有关的误差；
通过校正地球固体潮和海洋潮汐校正与接收机有关的误差。
进一步地，所述载波相位模糊度固定方法包括：
利用接收到的导航卫星和低轨卫星的导航增强信号、以及卫星位置与钟差，基于最小二乘方法单点定位，计算出初步的用户接收机位置；
在所述初步的用户接收机位置的基础上，对卫星的天线相位中心变化进行校正，同时对用户接收机的天线相位中心变化进行校正；
利用校正完的卫星位置和钟差，利用观测量的校正量对L频段观测量进行校正，利用双频无电离层公式，得到导航卫星和低轨卫星的双频无电离层组合观测量；
利用导航增强信息中的宽巷小数偏差，确定宽巷的模糊度；
基于双频无电离层组合观测量和宽巷模糊度，得到包括了小数部分的窄巷模糊度和真距的组合观测量；
利用导航增强信号的伪距观测量和包括了小数部分的窄巷模糊度和真距的组合观测量，进行窄巷模糊度的固定。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过高轨导航卫星和低轨卫星的融合，实现了高精度定位各类修正量的快速播发。
(2)本发明通过增加播发了导航增强信号，为用户提供一个较小误差且无电离层影响的伪距观测量用于模糊度固定，实现了载波相位模糊度的快速固定。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为根据本发明实施例一提供的一种模糊度固定系统示意图；
图2为根据本发明实施例二提供的一种模糊度固定系统示意图；
图3为根据本发明实施例三提供的一种模糊度固定系统示意图；
图4为根据本发明实施例四提供的一种模糊度固定系统示意图；
图5为根据本发明实施例五提供的一种模糊度固定系统示意图；
图6为根据本发明实施例六提供的一种模糊度固定系统示意图；
图7为根据本发明实施例七提供的一种模糊度固定系统示意图；
图8为根据本发明实施例八提供的一种模糊度固定方法流程示意图；
图9为根据本发明实施例九提供的一种模糊度固定方法流程示意图；
图10为根据本发明实施例十提供的一种模糊度固定方法流程示意图；
图11为根据本发明实施例十一提供的一种模糊度固定方法流程示意图；
图12为根据本发明实施例十二提供的一种模糊度固定方法流程示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种载波相位模糊度快速固定系统与方法做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括：
一种载波相位模糊度快速固定系统，包括：
导航卫星星座，包括分布在多个中高轨道面的多颗导航卫星，可以是单个星座，也可以是多个星座，同时能够对全球或是特定区域实现稳定覆盖；低轨卫星星座，包括分布在多个低轨道面的多颗低轨卫星，可以是单个星座，也可以是多个星座，同时能够对全球或是特定区域实现稳定覆盖；地面运控系统，对导航卫星星座和低轨卫星星座进行监测、控制管理，导航信息生成处理，各类导航信息上注；用户接收机，接收导航卫星星座和低轨卫星星座播发的导航信号、导航信息，同时能够利用导航信号测量值和导航信息实现定位。
根据本发明的另一个方面，提供一种导航卫星星座，包括：
导航卫星向用户播发导航信号和导航卫星自身的导航信息：导航信号其特征进一步包括L频段测距信号和导航增强信号。其中L频段测距信号频段在1～2GHz之间，播发两个以上的频点的信号；导航增强信号的中心频点在22.3GHz以上。导航信息其特征进一步包括导航基本信息和导航增强信息。导航增强信号与L频段信号是相干生成的；L频段信号和导航增强信号在卫星上传输的硬件延迟能够被精确标定；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其分布在卫星上的相对质心位置完全已知；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其天线相位中心的偏移与变化可以被精确标定；导航卫星的飞行姿态已知，同时向用户播发。
根据本发明的另一个方面，提供一种低轨卫星星座，包括：
低轨卫星向用户播发导航信号，导航信号其特征进一步包括L频段信号和导航增强信号。其中L频段测距信号频段在1～2GHz之间，播发两个以上的频点的信号，低轨卫星L频段测距信号与导航卫星播发的L频段测距信号可以是相同的频点，也可以是不同的频点；导航增强信号中心频点在22.3GHz以上，与导航卫星播发的导航增强信号可以是相同的频点，也可以是不同的频点。低轨卫星向用户快速播发导航信息，导航信息包括导航基本信息和导航增强信息。低轨卫星通过通信频段的向用户快速播发导航信息；同时低轨卫星也通过导航增强信号快速播发导航信息。导航信息包括在低轨卫星视野内的导航卫星的导航信息和与低轨卫星相邻轨道面的低轨卫星的导航信息；低轨卫星播发的导航增强信号与L频段信号是相干生成的，其频率基准是完全相同的；L频段信号和导航增强信号在卫星上传输的硬件延迟可以被精确标定；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其分布在卫星上的相对位置完全已知；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其天线相位中心的偏移与变化可以被精确标定；低轨卫星的飞行姿态已知，同时向用户播发。
根据本发明的另一个方面，提供一种地面运控系统，包括：
通过布设在地面的多个监测站接收导航卫星星座和低轨卫星星座的导航信号，同时对卫星的状态进行监测，并将信息传输至处理中心；对导航卫星星座和低轨卫星星座进行控制管理，维持导航卫星星座和低轨卫星星座的系统时间；处理中心利用监测站接收到的信息，生成导航信息；信关站将处理中心生成的导航信息分别上注至导航卫星和低轨卫星，信关站上注的信息。
根据本发明的另一个方面，提供一种用户接收机，包括：
用户接收机能够同时接收导航卫星和低轨卫星播发的L频段信号与导航增强信号；用户具备接收低轨卫星播发的通信频段信号的能力；用户接收机能够接收和解析导航信息；用户接收机能够利用接收到的信号生成对应的伪距测量值和载波相位测量值；用户接收机能够利用伪距测量值和载波相位测量值以及对应的导航信息实现载波相位模糊度的快速固定。接收L频段信号和导航增强信号的跟踪环路共用同一个接收机时钟；L频段信号和导航增强信号在从天线到接收环路传输的硬件延迟可以被精确标定；L频段信号天线和导航增强信号天线在接收机上安装位置、天线相位中心的偏移以及变化可以被精确标定；接收机可以只接收导航卫星星座的信号或者是低轨卫星星座的信号，也可以同时接收导航卫星星座和低轨卫星星座的信号，接收机必须同时接收L频段的导航信号和导航增强信号；接收机可以解析并存储卫星播发的导航增强信息；接收机具备计算能力根据导航增强信息和观测量，实现用户接收机定位；接收机在定位时，能够执行载波相位模糊度快速固定算法。
根据本发明的另一个方面，提供一种载波相位模糊度快速固定方法，包括：
同时接收导航卫星和低轨卫星/>播发的L导航信号、导航增强信号，接收对应卫星(生成测量值的导航卫星和低轨卫星)的导航增强信息。接收机将导航增强信息解析分别解析出导航卫星和低轨卫星的广播电文、实时高精度轨道钟差校正量、硬件延迟、相位延迟、天线相位中心及其变化、卫星的飞行姿各类导航基本信息和导航增强信息；用户接收机利用伪距、载波相位测量值，同时利用导航信息执行载波相位模糊度快速固定方法。
根据本发明的另一个方面，提供一种载波相位模糊度快速固定方法，包括：
基于导航信息生成信号发射时刻导航卫星和低轨卫星的精密位置和精密钟差；基于导航信息生成导航卫星和低轨卫星观测量的校正量；利用前面计算出的相关信息，用户接收机执行载波相位模糊度快速固定方法。
根据本发明的另一个方面，提供一种计算导航卫星和低轨卫星的精密位置和精密钟差的方法，包括：
统计同时具有L频段测量值和导航增强信号测量值的导航卫星和低轨卫星；利用导航基本电文，计算所有导航卫星和低轨卫星的位置(该位置是卫星的质心位置)和钟差；利用接收的导航增强电文中的高精度轨道和钟差改正数进行校正，得到导航卫星和低轨卫星的精密位置(该位置是卫星的质心位置)与精密钟差改正；进一步校正不同频点信号的发射位置；进一步校正不同频点信号伪距的发射硬件延迟。
根据本发明的另一个方面，提供一种导航卫星和低轨卫星观测量误差校正方法，其特征进一步包括：
校正与卫星有关的误差，改正的误差主要是地球自转校正、时空曲率的影响校正、狭义相对论校正以及天线相位缠绕校正(改正方法主要使用成熟的校正模型和方法)；校正与传播路径有关的误差，利用公知的模型和投影函数校正对流层延迟；校正与接收机有关的误差，利用公知的模型校正地球固体潮和海洋潮汐。
根据本发明的另一个方面，提供一种载波相位模糊度快速固定方法，其特征进一步包括：
利用接收到的导航卫星和低轨卫星的导航增强信号，以及步骤304、步骤305计算出的卫星位置与钟差，基于公知的最小二乘方法单点定位，计算出初步的用户接收机位置；在的用户接收机位置的基础上，对卫星的天线相位中心变化进行校正，同时对用户接收机的天线相位中心变化进行校正；利用校正完的卫星精密位置、钟差，校正完的L频段观测量，利用公知的双频无电离层公式，得到导航卫星和低轨卫星的双频无电离层组合观测量；利用播发的导航信息中的宽巷小数偏差，确定宽巷的模糊度；基于步骤503和步骤504计算出的双频无电离层组合观测量和宽巷模糊度，结合得到包括了小数部分的窄巷模糊度和真距组合；由于导航增强信号的频率是高于22.3GHz以上，落地功率较高，因此导航增强信号的伪距所受到的电离层影响是非常小，同时较高的落地功率造成测量误差较小；
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
在本申请实施例所提供的方案中，包括：
实施例一
图1示出了根据本发明实施例一提供的一种载波相位模糊度快速固定系统示意图。
导航卫星星座，包括分布在多个中高轨道面的多颗导航卫星，可以是单个星座，也可以是多个星座，导航卫星播发导航信号T1(并不是指特定信号，是所有信号的总称)，同时能够对全球或是特定区域实现稳定覆盖。
低轨卫星星座，包括分布在多个低轨道面的多颗低轨卫星，可以是单个星座，也可以是多个星座，低轨卫星播发导航信号T2(并不是指特定信号，是所有信号的总称)和通信信号C1，同时能够对全球或是特定区域实现稳定覆盖。
地面运控系统，对导航卫星星座和低轨卫星星座播发的导航信号进行监测、对导航卫星和低轨卫星进行控制管理，处理中心对导航信息处理，通过K1和K2上行链路分别将各类导航信息上注至导航卫星和低轨卫星；通过布设在地面的多个监测站接收导航卫星星座和低轨卫星星座的导航信号，同时对卫星的状态进行监测，并将信息传输至处理中心；对导航卫星星座和低轨卫星星座进行控制管理，维持导航卫星星座和低轨卫星星座的系统时间；处理中心利用监测站接收到的信息，生成导航信息；信关站将处理中心生成的导航信息分别上注至导航卫星和低轨卫星，信关站上注的信息。
用户接收机，接收导航卫星星座和低轨卫星星座播发的导航信号、导航信息，同时能够利用导航信号测量值和导航信息实现定位。用户接收机能够同时接收导航卫星和低轨卫星播发的L频段信号与导航增强信号；用户具备接收低轨卫星播发的通信频段信号的能力；用户接收机能够接收和解析导航信息；用户接收机能够利用接收到的信号生成对应的伪距测量值和载波相位测量值；用户接收机能够利用伪距测量值和载波相位测量值以及对应的导航信息实现载波相位模糊度的快速固定。接收L频段信号和导航增强信号的跟踪环路共用同一个接收机时钟；L频段信号和导航增强信号在从天线到接收环路传输的硬件延迟可以被精确标定；L频段信号天线和导航增强信号天线在接收机上安装位置、天线相位中心的偏移以及变化可以被精确标定；接收机可以只接收导航卫星星座的信号或者是低轨卫星星座的信号，也可以同时接收导航卫星星座和低轨卫星星座的信号，接收机必须同时接收L频段的导航信号和导航增强信号；接收机可以解析并存储卫星播发的导航增强信息；接收机具备计算能力根据导航增强信息和观测量，实现用户接收机定位；接收机在定位时，能够执行载波相位模糊度快速固定算法。
实施例二
图2示出了根据本发明实施例二中，一种模糊度快速固定系统示意图。
导航卫星向用户播发导航信号和导航卫星自身的导航信息：导航信号T1其特征进一步包括L频段测距信号和导航增强信号。其中L频段测距信号频段在1～2GHz之间，播发两个以上的频点的信号；导航增强信号的中心频点在22.3GHz以上。导航信息其特征进一步包括导航基本信息和导航增强信息。导航增强信号与L频段信号是相干生成的；L频段信号和导航增强信号在卫星上传输的硬件延迟能够被精确标定；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其分布在卫星上的相对质心位置完全已知；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其天线相位中心的偏移与变化可以被精确标定；导航卫星的飞行姿态已知，同时向用户播发。
实施例三
图3示出了根据本发明实施例三中，一种模糊度快速固定系统示意图。
低轨卫星向用户播发导航信号T2，导航信号T2其特征进一步包括L频段信号和导航增强信号。其中L频段测距信号频段在1～2GHz之间，播发两个以上的频点的信号，低轨卫星L频段测距信号与导航卫星播发的L频段测距信号可以是相同的频点，也可以是不同的频点；导航增强信号中心频点在22.3GHz以上，与导航卫星播发的导航增强信号可以是相同的频点，也可以是不同的频点。低轨卫星向用户快速播发导航信息，导航信息包括导航基本信息和导航增强信息。低轨卫星通过通信频段C1向用户快速播发导航信息；同时低轨卫星也通过导航增强信号快速播发导航信息。导航信息包括在低轨卫星视野内的导航卫星的导航信息和与低轨卫星相邻轨道面的低轨卫星的导航信息；低轨卫星播发的导航增强信号与L频段信号是相干生成的，其频率基准是完全相同的；L频段信号和导航增强信号在卫星上传输的硬件延迟可以被精确标定；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其分布在卫星上的相对位置完全已知；L频段信号的发射天线与导航增强信号的发射天线，其天线相位中心的偏移与变化可以被精确标定；低轨卫星的飞行姿态已知，同时向用户播发。
实施例四
图4示出了根据本发明实施例四中，一种模糊度快速固定系统示意图。
低轨卫星向用户快速播发的导航信息包括与低轨卫星相邻轨道面和同一轨道面且相互可见的低轨卫星导航信息。
如图4示出，低轨卫星与低轨卫星/>在相邻或同一轨道面，同时低轨卫星/>与低轨卫星/> 互相可见，低轨卫星/>与播发的导航信息除了自身导航信息，还包括了低轨卫星的导航信息，/>低轨卫星与/>并未在相同轨道面，因此/>不播发/>的导航信息。
实施例五
图5示出了根据本发明实施例五中，一种模糊度快速固定系统示意图。
低轨卫星向用户快速播发的导航信息包括在低轨卫星视野内的导航卫星的导航信息，其导航信息特征进一步包括，该信息是低轨卫星解调的导航卫星的信息再次转发。
如图5示出，低轨卫星可见/>导航卫星，低轨卫星/>播发/> 导航卫星的导航信息，导航卫星/>对低轨卫星/>不可见，导航卫星不播发导航卫星/>的导航信息。
实施例六
图6示出了根据本发明实施例六中，一种模糊度快速固定系统示意图。
用户接收机能够同时接收导航卫星和低轨卫星播发的L频段信号与导航增强信号；用户具备接收低轨卫星播发的通信频段信号的能力；用户接收机能够接收和解析导航信息；用户接收机能够利用接收到的信号生成对应的伪距测量值和载波相位测量值；用户接收机能够利用伪距测量值和载波相位测量值以及对应的导航信息实现载波相位模糊度的快速固定。
实施例七
图7示出了根据本发明实施例七中，一种模糊度快速固定系统示意图。
用户接收机其特征在于，具备接收低轨卫星播发的通信频段信号的能力，同时能够解调出导航增强信息；用户接收机其特征在于，接收L频段信号和导航增强信号的跟踪环路共用同一个接收机时钟；用户接收机其特征在于，L频段信号和导航增强信号在从天线到接收环路传输的硬件延迟可以被精确标定；用户接收机其特征在于，L频段信号天线和导航增强信号天线在接收机上安装位置、天线相位中心的偏移以及变化可以被精确标定；用户接收机其特征在于，接收机可以只接收导航卫星星座的信号或者是低轨卫星星座的信号，也可以同时接收导航卫星星座和低轨卫星星座的信号，接收机必须同时接收L频段的导航信号和导航增强信号；用户接收机其特征在于，接收机可以解析并存储卫星播发的导航增强信息；用户接收机其特征在于，接收机具备计算能力根据导航增强信息和观测量，实现用户接收机定位；用户接收机其特征在于，接收机在定位时，能够执行载波相位模糊度快速固定算法。
实施例八
图8示出了根据本发明实施例八中，一种模糊度固定方法流程示意图。
在某时刻tn同时接收导航卫星和低轨卫星/> 播发的L导航信号、导航增强信号，分别生成L导航信号的伪距测量值其中i表示伪距的数量，j表示不同的频率，载波相位测量值生成导航增强信号的伪距测量值/>载波相位测量值/>根据定位的实际情况，H和N可能相同也可能不相同；接收对应卫星(生成测量值的导航卫星和低轨卫星)的导航增强信息。接收信息的手段包括：接收导航卫星播发的其自身的导航信息(由于落地功率和信息速率限制，该方法需要较长时间才能获取完)；接收低轨卫星通信频段播发的导航信息(可快速获取导航信息)；接收低轨卫星导航增强频段播发的导航信息(可快速获取导航信息)。
通过上述的手段，接收机分别解析出导航卫星和低轨卫星的广播电文、实时高精度轨道钟差校正量、硬件延迟、相位延迟、天线相位中心及其变化、卫星的飞行姿各类导航基本信息和导航增强信息(为了实现载波相位的模糊度快速固定，缩短定位时间，接收机应具备接收低轨卫星通信频段的功能)；用户接收机利用接收到的伪距、载波相位测量值，同时利用接收得到的导航信息，用户接收机执行载波相位模糊度快速固定方法。
实施例九
图9示出了根据本发明实施例九中，一种模糊度固定方法流程示意图。
基于导航信息生成信号发射时刻导航卫星和低轨卫星的精密位置和精密钟差；基于导航信息生成导航卫星和低轨卫星观测量的校正量；基于上述计算出的相关信息，用户接收机执行载波相位模糊度快速固定方法。
实施例十
图10示出了根据本发明实施例十中，一种模糊度固定方法流程示意图。
对接收到的伪距和载波相位进行评估，统计同时具有L频段测量值和导航增强信号测量值的导航卫星和低轨卫星；利用导航基本电文，计算上述得到的所有导航卫星和低轨卫星的位置(该位置是卫星的质心位置)和钟差；在上述计算的导航卫星和低轨卫星位置和钟差的基础上，利用接收的导航增强电文中的高精度轨道和钟差改正数进行校正，得到导航卫星和低轨卫星的精密位置(该位置是卫星的质心位置)与精密钟差改正。计算得到导航卫星和低轨卫星质心位置的基础上，进一步校正不同频点信号的发射位置，对于导航卫星和低轨卫星的L频段导航信号和导航增强信号，其校正方法相同，校正的步骤其特征进一步包括：对于卫星S，其频点fq，利用导航增强信息中的天线相位中心，对其进行信号的发射位置进行校正。钟差的基础上，进一步校正不同频点信号的伪距的发射硬件延迟。
实施例十一
图11示出了根据本发明实施例十一中，一种模糊度固定方法流程示意图。
校正与卫星有关的误差，改正的误差主要是地球自转校正、时空曲率的影响校正、狭义相对论校正以及天线相位缠绕校正(改正方法主要使用成熟的校正模型和方法)；校正与传播路径有关的误差，利用公知的模型和投影函数校正对流层延迟；校正与接收机有关的误差，利用公知的模型校正地球固体潮和海洋潮汐。
实施例十二
图12示出了根据本发明实施例十二中，一种模糊度固定方法流程示意图。
利用接收到的导航卫星和低轨卫星的导航增强信号，以计算出的卫星位置与钟差，基于公知的最小二乘方法单点定位，计算出初步的用户接收机位置；计算出的用户接收机位置的基础上，对卫星的天线相位中心变化进行校正，同时对用户接收机的天线相位中心变化进行校正；利用校正完的卫星精密位置、钟差，校正完的L频段观测量，利用公知的双频无电离层公式，得到导航卫星和低轨卫星的双频无电离层组合观测量；利用播发的导航信息中的宽巷小数偏差，确定宽巷的模糊度；利用计算出的双频无电离层组合观测量和宽巷模糊度，结合得到包括了小数部分的窄巷模糊度和真距组合；由于导航增强信号的频率是高于22.3GHz以上，落地功率较高，因此导航增强信号的伪距所受到的电离层影响是非常小，同时较高的落地功率造成测量误差较小；利用导航增强信号的伪距观测量，和步骤505得到的观测量，开始快速窄巷模糊度的固定，窄巷模糊度固定方法采用公知的模糊度固定算法。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种载波相位模糊度快速固定系统，其特征在于，包括：
地面运控系统，对导航卫星星座和低轨卫星星座进行监测、控制管理；根据接收到的卫星状态信息和控制管理信息生成各类导航信息，并将各类导航信息上注至导航卫星和低轨卫星；
导航卫星星座，包括分布在多个中高轨道面的多颗导航卫星，用于向全球或是特定区域播发中高轨导航信号；
低轨卫星星座，包括分布在多个低轨道面的多颗低轨卫星，用于向全球或是特定区域播发低轨导航信号和通信信号；所述中高轨导航信号和低轨导航信号均至少包括两个频段的导航信号；
用户接收机，接收低轨卫星星座播发的通信信号，以及导航卫星星座播发的中高轨导航信号或低轨卫星星座播发的低轨导航信号或导航卫星星座和低轨卫星星座共同播发的中高轨导航信号和低轨导航信号，实现定位。
2.根据权利要求1所述的一种载波相位模糊度快速固定系统，其特征在于，所述中高轨导航信号和低轨导航信号均包括导航信号和各自对应导航卫星自身的导航信息：
所述导航信号包括L频段信号和导航增强信号；其中L频段信号频段在1～2GHz之间，导航增强信号的中心频点在22.3GHz以上，同时导航增强信号的主瓣带宽超过20.46MHz，信号落地功率高于-155dBw；
所述导航信息包括导航基本信息和导航增强信息；其中导航基本信息包括广播星历、广播钟差、广播历书、广播码相位偏差、卫星完好性，导航增强信息包括轨道钟差校正量、卫星姿态、天线相位中心和变化、硬件延迟校正量、L频段信号的宽巷与窄巷小数偏差；
所述L频段信号播发两个以上的频点的信号。
3.根据权利要求2所述的一种载波相位模糊度快速固定系统，其特征在于，所述中高轨导航信号和低轨导航信号中导航增强信号的中心频点根据需求确定为相同或不同。
4.根据权利要求2所述的一种载波相位模糊度快速固定系统，其特征在于，所述导航增强信号与L频段信号相干生成，其频率基准相同。
5.根据权利要求2所述的一种载波相位模糊度快速固定系统，其特征在于，所述用户接收机根据中高轨导航信号中的L频段信号和导航增强信号实现定位，或根据低轨导航信号中的L频段信号和导航增强信号实现定位，或同时根据中高轨导航信号和低轨导航信号中的L频段信号和导航增强信号实现定位。
6.根据权利要求2所述的一种载波相位模糊度快速固定系统实现的载波相位模糊度快速固定方法，其特征在于，包括：
用户接收机在某时刻tn同时接收导航卫星星座和低轨卫星星座播发的L频段导航信号和导航增强信号，分别生成L频段导航信号的伪距测量值和载波相位测量值，以及导航增强信号的伪距测量值和载波相位测量值；
用户接收机同时接收tn时刻生成测量值的导航卫星和低轨卫星的导航增强信息，并分别解析出导航基本信息和导航增强信息；接收导航增强信息包括：接收导航卫星星座播发的其自身的导航信息；接收低轨卫星星座通信频段播发的导航信息；接收低轨卫星星座导航增强频段播发的导航信息；
用户接收机利用接收到的伪距、载波相位测量值，同时利用接收得到的导航基本信息和导航增强信息，计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量，执行载波相位模糊度固定方法实现定位。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量包括：根据导航卫星星座和低轨卫星星座的导航信息生成信号发射时刻导航卫星星座和低轨卫星星座的位置和钟差，并计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据导航卫星星座和低轨卫星星座的导航信息生成信号发射时刻导航卫星星座和低轨卫星星座的位置和钟差，包括：
对接收到的伪距测量值和载波相位测量值进行评估，统计同时具有L频段导航信号测量值和导航增强信号测量值的导航卫星和低轨卫星；
利用导航基本信息，所有同时具有L频段导航信号测量值和导航增强信号测量值的导航卫星和低轨卫星的位置和钟差；
根据位置和钟差，利用接收的导航增强信息中的轨道钟差校正量进行校正，得到导航卫星和低轨卫星的质心位置与钟差改正量；
根据导航卫星和低轨卫星的质心位置校正不同频点信号的发射位置：利用导航增强信息中的天线相位中心，对其进行信号的发射位置进行校正；
根据所述钟差改正量校正不同频点信号的伪距的发射硬件延迟。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算导航卫星星座和低轨卫星星座观测量的校正量，包括：
通过地球自转校正、时空曲率的影响校正、狭义相对论校正以及天线相位缠绕校正对与卫星有关的误差进行校正；
通过投影函数校正对流层延迟来校正与传播路径有关的误差；
通过校正地球固体潮和海洋潮汐校正与接收机有关的误差。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载波相位模糊度固定方法包括：
利用接收到的导航卫星和低轨卫星的导航增强信号、以及卫星位置与钟差，基于最小二乘方法单点定位，计算出初步的用户接收机位置；
在所述初步的用户接收机位置的基础上，对卫星的天线相位中心变化进行校正，同时对用户接收机的天线相位中心变化进行校正；
利用校正完的卫星位置和钟差，利用观测量的校正量对L频段观测量进行校正，利用双频无电离层公式，得到导航卫星和低轨卫星的双频无电离层组合观测量；
利用导航增强信息中的宽巷小数偏差，确定宽巷的模糊度；
基于双频无电离层组合观测量和宽巷模糊度，得到包括了小数部分的窄巷模糊度和真距的组合观测量；
利用导航增强信号的伪距观测量和包括了小数部分的窄巷模糊度和真距的组合观测量，进行窄巷模糊度的固定。
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