CN117630982B - 低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法 - Google Patents

低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，包括：利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；以分离或联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行天线PCO及硬件时延修正量解算；修正量包括PCO修正量、硬件时延常数项修正量、硬件时延对温度的一阶导数项修正量；对低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。该方法解决了低轨导航中卫星硬件时延跨天线问题，及在轨与地面标定的PCO与硬件时延不同的问题，实现了低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。

Description

低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法
技术领域
本发明属于卫星定位授时技术领域，具体涉及一种低轨卫星下行导航信号天线PCO(Phase Center Offset，相位中心偏差)及硬件时延的标定方法。
背景技术
得益于低轨卫星高度低、速度快、造价成本低等特点，低轨增强GNSS(GlobalNavigation Satellite System，全球导航卫星系统)定位导航授时拥有信号强度强、收敛时间短、多路径效应白噪化等一系列优势，在近年获得了越来越多的关注。为利用低轨导航信号实现地面的高精度低轨增强精密单点定位(precise point positioning，PPP)及授时，低轨卫星下行导航信号线路上的一系列误差及偏差须被准确标定、建模、或整合求解，这其中包括低轨卫星轨道、星钟、地面钟、对流层延迟以及各类硬件时延等。
GNSS卫星往往利用批量地面站观测信号进行网解求得卫星钟差及轨道，求得的卫星钟差常含有下行导航信号天线的无电离层组合(Ionosphere-free，IF)伪距硬件时延，地面用户在进行定位时只需依托此信息，根据自身使用的伪距观测类型进行差分码偏差(Differential Code Bias，DCB)改正。
区别于GNSS卫星产品的地面站网解求解方式，低轨卫星由于轨道高度低，在地球的投影面积远小于GNSS卫星，即使在陆地密集建造地面站，也难以拥有连续持续的地面观测。因此，低轨卫星的高精度轨道及卫星钟差的求解往往依赖于其星载GNSS观测信号，使低轨卫星作为GNSS信号的用户求得精密轨道与卫星钟差。这直接导致了一个问题，即求解的低轨卫星钟含有的硬件时延为星载GNSS接收机及天线的IF伪距硬件时延，而非下行导航信号发射器及天线的IF伪距硬件时延，对于用户而言，需进行两层硬件时延改正才可得到传统意义上的卫星钟差产品，从而以传统的定位方式进行后续定位授时。首先，须扣除解算得到的低轨卫星钟差中所含有的星载GNSS接收机及天线的IF伪距硬件时延；其后，须添加低轨卫星下行导航信号发射器及天线的IF伪距硬件时延。这两类硬件时延标定都可在卫星上天之前通过地面标定得到。
然而，由于相关硬件时延标定的在轨及地面表现可能呈现较大不同，为减少相应偏差影响，应使用在轨标定硬件时延。低轨卫星星载GNSS接收机及天线的IF伪距硬件时延可通过星载GNSS信号求解得到，而下行导航信号发射器及天线的IF伪距硬件时延只能利用接收到该下行导航信号的地面站进行求解。鉴于低轨卫星的地面投影面积小，且能接收低轨导航信号的地面站数量在可预见的短期未来内将相当有限，下行导航信号发射器及天线的IF伪距硬件时延求解面临挑战。
与硬件时延类似，低轨卫星下行导航信号天线相位中心偏差(Phase CenterOffset，PCO)的地面和在轨表现很可能有较大差异，须使用在轨标定PCO方能减少其偏差影响。同样，低轨卫星下行导航信号天线的PCO也须利用能接收低轨卫星下行导航信号的地面站进行求解，面临较大挑战。当前，低轨卫星下行导航信号目前尚未真正投入广泛使用，为解决下行导航信号天线的硬件时延与PCO使用问题，最简单直接的方式是直接使用卫星上天前的地面标定。
然而，使用地面标定最直接的问题是无法捕捉地面与在轨硬件时延与PCO的变化，以及硬件时延及PCO随时间甚至温度的变化。此外，由于低轨卫星地面投影面积小及跨天线硬件时延使用的问题，GNSS当前处理下行导航信号天线的PCO及硬件时延的方式也不适用于低轨卫星。
因此，急需一种适用于低轨卫星的下行导航信号天线PCO及硬件时延标定方法，以解决低轨导航所涉及的卫星硬件时延跨天线问题，以及在轨与地面标定的PCO与硬件时延不同的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法。本发明提供的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，包括：
利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定，计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；
基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，或者以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量；
其中，所述修正量包括PCO修正量、硬件时延常数项修正量以及硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
基于所述修正量对低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。
第二方面，本发明提供了一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统，包括：
第一计算模块，用于利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定，计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；
第二计算模块，用于基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，或者以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量；
其中，所述修正量包括PCO修正量、硬件时延对温度的常数项修正量以及硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
修正模块，用于基于所述修正量对所述低轨卫星下行导航天线的PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。
本发明的有益效果：
本发明利用能接收低轨卫星下行导航信号的地面站及其接收的低轨卫星下行导航信号，以分离或联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式对低轨卫星下行导航信号天线硬件时延及PCO进行了在轨标定，这其中顾及了硬件时延随温度的变化，利用低轨卫星下传的下行导航信号天线的温度，求解了硬件时延的常数项和对温度的一阶导数项，实现了低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定，解决了低轨导航所涉及的卫星硬件时延跨天线问题，以及在轨与地面标定的PCO与硬件时延不同的问题。
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低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统的结构框图。
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，图1是本发明实施例提供的一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法的流程示意图。本发明提供的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法具体包括以下步骤：
步骤1、利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定，计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值。
首先，利用低轨卫星星载GNSS观测信号进行事后精密定轨定时，通过低轨卫星的一系列地面硬件标定、在轨标定的星载GNSS天线PCO及伪距硬件时延，可得到低轨卫星在地固坐标系(Earth-Centered Earth-Fixed, ECEF)下的下行导航信号天线相位中心轨道初值及经过各类硬件时延修正后的卫星钟差初值。低轨卫星的下行导航信号天线相位中心轨道初值/>可具体通过以下运算得到：
(1)；
式中，为低轨卫星s下行导航信号天线相位中心轨道初值,/>为低轨卫星s事后精密定轨所得的星载GNSS天线相位中心轨道，/>为低轨卫星s在轨标定的星载GNSS天线坐标系(北向、东向、天顶向)下的PCO，“/>”标记表示下方对应参数的求解值；为低轨卫星s地面标定的星固坐标系下的质心至星载GNSS天线基准点(AntennaReference Point，ARP)的向量，/>为低轨卫星s地面标定的星固坐标系下的质心至下行导航信号天线基准点的向量；/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线坐标系下的PCO；/>与/>分别为星载GNSS天线及下行导航信号天线坐标系至地固坐标系的旋转矩阵，/>为星固坐标系至地固坐标系的旋转矩阵；
其中，与/>分别可表达为：
(2)；
(3)；
式中，及/>分别为星载GNSS天线及下行导航信号天线坐标系至星固坐标系的旋转矩阵，此处的旋转矩阵取决于相应天线的在卫星上的安装方向；/>为星固坐标系至地固坐标系的旋转矩阵，可通过以下等式得到：
(4)；
式中，为惯性坐标系(如J2000.0)至地固坐标系的旋转矩阵，/>为星固坐标系至惯性坐标系的旋转矩阵，可通过姿态四元数/>、/>、/>、/>得到：
(5)；
修正硬件时延后的卫星钟差初值在/>时刻可表达为：
(6)；
式中，为时刻，/>为/>时刻修正硬件时延后的卫星钟差初值，/>为/>时刻低轨卫星s事后精密定时求解得到的低轨卫星钟差，/>为在轨标定的卫星钟差参数对应的GNSS系统的IF伪距硬件时延，“/>”标记表示下方对应参数的求解值；/>和/>分别为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线硬件时延的常数项和对温度的一阶导数项，/>为/>时刻低轨卫星s下行导航信号天线的温度变化，/>为光速。
需要说明的是，此处假设低轨卫星下行导航信号天线IF伪距硬件时延随温度呈线性变化，则上述特定温度即为温度变化后对应的温度。星载GNSS天线的IF伪距硬件时延随温度的变化此处不予考虑，在其后求解时与下行导航信号天线的IF伪距硬件时延随温度的变化合并处理。
步骤2、基于低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，或者以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量。
具体而言，在计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道及卫星钟差初值后，本实施例提供了两种方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算。第一种是分离GNSS信号及低轨卫星下行导航信号的求解方式，第二种是联合GNSS信号及低轨卫星下行导航信号的求解方式。下面分别对这两种方式进行详细介绍。
可选的，在本实施例的步骤2中，基于低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，具体包括：
21)、对地面站接收的GNSS信号进行PPP解算，得到地面站坐标、接收机钟差及天顶对流层湿延迟。
其中，接收机钟差包括真实接收机钟差以及接收机GNSS系统的IF伪距硬件时延。
具体而言，利用地面站所接收到的至少双频的GNSS信号、GNSS事后精密轨道、钟差、码偏差产品，使用至少24小时数据，对每一个静态地面站分别使用批量最小二乘法进行精密单点定位，求解得到高精度地面站的坐标/>、各历元接收机钟差/>，及每N小时一个的天顶对流层湿延迟/>。可选的，在湿度变化不剧烈的测试日，N可设为2。
需要说明的是，在本发明的描述中，所有带“”标记的量均表示标记表示下方对应参数的求解值。
此外，还需说明的是，此处求解得到的接收机钟差包含接收机GNSS某系统(如全球定位系统，英文：Global Positioning System，GPS)的IF伪距硬件时延/>，具体表达为：
(7)；
式中，为期待值，/>为真实接收机钟差。
22)、基于地面站坐标、接收机钟差、天顶对流层湿延迟以及低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值和卫星钟差初值，建立低轨卫星下行导航信号IF伪距及载波相位的第一观测方程。
具体而言，结合步骤1和步骤21)求解的参量，建立低轨卫星下行导航信号观测方程，求解低轨卫星下行导航天线的IF PCO及IF伪距硬件时延。
假定低轨卫星下行导航信号为双频信号，其IF伪距()及载波相位(/>)观测值与模型值之差(Observed-Minus-Computed term，O-C项)在/>时刻可通过以下观测方程(也即第一观测方程)表示：
(8)；
(9)；
式中，为期待值，/>为时刻，/>和/>为低轨卫星s下行导航信号的IF伪距及载波相位的O-C项，/>为低轨卫星s到地面站r的单位方向向量，/>为转置操作，为低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IF PCO之差，也即PCO修正量；为低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IF硬件时延对温度的一阶导数项之差，也即硬件时延对温度的一阶导数项修正量，/>为低轨下行导航信号的IF组合波长，为低轨下行导航信号的IF组合浮点模糊度。
需要说明的是，由于代入O-C项进行改正的GNSS PPP接收机钟差含有GNSS某系统的IF伪距硬件时延，如等式(7)所示，则硬件时延常数项修正量/>除了包括低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IF硬件时延常数项之差/>外，还包含了地面站接收机对低轨下行导航信号与GNSS某系统信号的IF伪距硬件时延之差，即：
(10)；
其中，为地面站接收机对低轨下行导航信号的IF伪距硬件时延，/>为地面站接收机对GNSS某系统信号的IF伪距硬件时延。
时刻低轨卫星s到地面站r的单位方向向量/>可表达为：
(11)；
低轨下行导航信号的IF组合浮点模糊度可表达为：
(12)；
式中，为真实双频整周模糊度的IF组合，/>和/>为地面站r和低轨卫星s的载波相位硬件时延。
23)、对第一组观测方程进行求解，得到下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量。
具体而言，基于上述第一观测方程，可通过批量最小二乘法得到PCO修正量的求解值、硬件时延常数项修正量的求解值/>及硬件时延对温度的一阶导数项修正量的求解值/>，详细求解过程可参考现有相关技术实现，本实施例在此不做具体说明。
可选的，在本实施例的步骤2中，基于低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，具体包括：
2a)、联合地面站接收的GNSS信号以及低轨卫星下行导航信号，建立GNSS信号及低轨卫星下行导航信号的IF伪距及载波相位的第二观测方程。
具体而言，该方案联合GNSS信号与低轨下行导航信号，联合求解一系列地面站相关参数及在轨标定参数，此处假设该地面站坐标已知并不再进行求解。
则GNSS及低轨卫星下行导航信号的IF伪距及载波相位的观测方程(也即第二观测方程)，可表示为：
(13)；
(14)；
(15)；
(16)；
式中，为期待值，/>为时刻，/>和/>为星钟参数所含的硬件时延对应的GNSS系统的IF伪距及载波相位的O-C项，/>和/>为低轨卫星s下行导航信号的IF伪距及载波相位的O-C项，/>为天顶对流层湿延迟对GNSS信号的投影函数，/>为天顶对流层湿延迟对低轨卫星s下行导航信号的投影函数，/>为天顶对流层湿延迟；/>为对应的GNSS系统的IF组合波长，/>为对应的GNSS系统的IF组合浮点模糊度；/>为PCO修正量，/>为硬件时延常数项修正量，/>为硬件时延对温度的一阶导数项修正量。
为对应的GNSS系统的IF组合浮点模糊度的表达式为：
(17)；
式中，为GNSS系统 G中卫星s的载波相位硬件时延。
其余相关参数同上，在此不再重复介绍。
需要说明的是，当进行多系统GNSS求解时，第二观测方程还包括：
(18)；
(19)；
上式表示了在原有的GNSS系统G上增加了GNSS系统M时，需要对应增加的第二观测方程。式中，和/>为GNSS系统M的IF伪距及载波相位的O-C项，/>为天顶对流层湿延迟对GNSS系统M信号的投影函数，/>为系统G与GNSS系统M的地面站接收机IF伪距硬件时延之差，/>为GNSS系统M的IF组合波长，/>为GNSS系统M的IF组合浮点模糊度。
由于接收机钟差中含有的是GNSS系统G的地面站接收机IF伪距硬件时延，因此需新求解参数/>，其为系统G与系统M的地面站接收机IF伪距硬件时延之差，即：
(20)；
同样，载波相位观测方程中的也含有GNSS系统G的地面站接收机IF伪距硬件时延/>，为解决该问题，系统M观测方程中的浮点IF模糊度/>变形为：
(21)；
式中，为GNSS M系统卫星s的载波相位硬件时延。
2b)、对第二观测方程进行求解，得到下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量。
具体而言，基于上述第二测方程，可通过批量最小二乘法得到PCO修正量的求解值、硬件时延常数项修正量的求解值/>及硬件时延对温度的一阶导数项修正量的求解值/>，详细求解过程可参考现有相关技术实现，本实施例在此不做具体说明。
步骤3、基于修正量对低轨卫星下行导航天线的PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。
具体而言，低轨卫星下行导航天线的PCO及硬件时延的修正公式如下：
(22)；
(23)；
(24)；
式中，为低轨卫星s在轨标定的下行导航信号天线PCO的求解值，/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线坐标系下的PCO的标定值，/>为PCO修正量的求解值；/>为低轨卫星s在轨标定的下行导航信号硬件时延常数项，/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线硬件时延的常数项，/>为硬件时延常数项修正量的求解值；/>为低轨卫星s在轨标定的下行导航信号天线硬件时延对温度的一阶导数项，/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线硬件时延对温度的一阶导数项，/>为硬件时延对温度的一阶导数项修正量的求解值。
需注意的是，由于求解的中含有低轨导航信号与GNSS某系统的接收机IF伪距硬件时延之差(见等式(10))，因此最终解算的低轨下行导航信号天线在轨硬件时延标定也含有此项，其期待值非低轨下行导航信号天线在轨硬件时延真值。
本发明利用能接收低轨卫星下行导航信号的地面站及其接收的低轨卫星下行导航信号，以分离或联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式对低轨卫星下行导航信号天线硬件时延及PCO进行了在轨标定，这其中顾及了硬件时延随温度的变化，利用低轨卫星下传的下行导航信号天线的温度，求解了硬件时延的常数项和对温度的一阶导数项，实现了低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定，解决了低轨导航所涉及的卫星硬件时延跨天线问题，以及在轨与地面标定的PCO与硬件时延不同的问题。
实施例二
在上述实施例一的基础上，基于同一发明构思，本实施例提供了一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统。请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统的结构框图。本实施例提供的一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统具体包括：
第一计算模块，用于利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定，计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；
第二计算模块，用于基于低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，或者以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量；
其中，修正量包括PCO修正量、硬件时延对温度的常数项修正量以及硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
修正模块，用于基于修正量对低轨卫星下行导航天线的PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。
本实施例提供的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统可以实现上述实施例一提供的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，详细过程可参考上述实施例一，在此不再赘述。
由此，该系统也可以利用地面站接收到的低轨卫星下行导航信号对低轨卫星下行导航信号天线的PCO及硬件时延进行在轨标定，解决了低轨导航所涉及的卫星硬件时延跨天线问题，以及在轨与地面标定的PCO与硬件时延不同的问题。
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 (8)

1.一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，包括：
利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定，计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；
其中，所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值的表达式为：
式中，为低轨卫星s下行导航信号天线相位中心轨道初值,/>为低轨卫星s事后精密定轨所得的星载GNSS天线相位中心轨道，/>为低轨卫星s在轨标定的星载GNSS天线坐标系下的PCO，/>标记表示下方对应参数的求解值；/>为低轨卫星s地面标定的星固坐标系下的质心至星载GNSS天线基准点的向量，/>为低轨卫星s地面标定的星固坐标系下的质心至下行导航信号天线基准点的向量；/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线坐标系下的PCO；RNEUG2ECEF与RNEU2ECEF分别为星载GNSS天线及下行导航信号天线坐标系至地固坐标系的旋转矩阵，RB2ECEF为星固坐标系至地固坐标系的旋转矩阵；
所述卫星钟差初值的表达式为：
式中，ti为时刻，为ti时刻修正硬件时延后的卫星钟差初值，/>为ti时刻低轨卫星s事后精密定时求解得到的低轨卫星钟差，/>为在轨标定的卫星钟差参数对应的GNSS系统的IF伪距硬件时延，/>标记表示下方对应参数的求解值；/>和分别为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线硬件时延的常数项和对温度的一阶导数项，ΔTLs(ti)为ti时刻低轨卫星s下行导航信号天线的温度变化，c为光速；
基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，或者以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量；
其中，所述修正量包括PCO修正量、硬件时延常数项修正量以及硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
基于所述修正量对低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。
2.根据权利要求1所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，包括：
对地面站接收的GNSS信号进行PPP解算，得到地面站坐标、接收机钟差及天顶对流层湿延迟；其中，所述接收机钟差包括真实接收机钟差以及接收机GNSS系统的IF伪距硬件时延；
基于所述地面站坐标、所述接收机钟差、所述天顶对流层湿延迟以及所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值和卫星钟差初值建立低轨卫星下行导航信号IF伪距及载波相位的第一观测方程；
对所述第一观测方程进行求解，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量。
3.根据权利要求2所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述第一观测方程表示为：
式中，E()为期待值，ti为时刻，和/>为低轨卫星s下行导航信号的IF伪距及载波相位的O-C项，/>为低轨卫星s到地面站r的单位方向向量，()T为转置操作，/>为低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IFPCO之差，也即PCO修正量；
为硬件时延常数项修正量，其表达式为：
为低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IF硬件时延常数项之差，dIF为地面站接收机对低轨下行导航信号的IF伪距硬件时延，dIF,G为地面站接收机对GNSS某系统信号的IF伪距硬件时延；
为低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IF硬件时延对温度的一阶导数项之差，也即硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
λIF1为低轨下行导航信号的IF组合波长，为低轨下行导航信号的IF组合浮点模糊度。
4.根据权利要求1所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，包括：
联合地面站接收的GNSS信号和低轨卫星下行导航信号建立GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的IF伪距及载波相位的第二观测方程；
对所述第二观测方程进行求解，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量。
5.根据权利要求4所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述第二观测方程表示为：
式中，E()为期待值，ti为时刻，和/>为对应的GNSS系统的IF伪距及载波相位的O-C项，c为光速，/>为接收机钟差，/>为天顶对流层湿延迟对GNSS信号的投影函数，τr为天顶对流层湿延迟；λIF2为对应的GNSS系统的IF组合波长，/>为对应的GNSS系统的IF组合浮点模糊度；
和/>为低轨卫星s下行导航信号的IF伪距及载波相位的O-C项，/>为天顶对流层湿延迟对低轨卫星s下行导航信号的投影函数，/>为低轨卫星s到地面站r的单位方向向量，()T为转置操作，/>低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IFPCO之差，也即PCO修正量；
为硬件时延常数项修正量，其表达式为：
为低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IF硬件时延常数项之差，dIF为地面站接收机对低轨下行导航信号的IF伪距硬件时延，dIF,G为地面站接收机对GNSS某系统信号的IF伪距硬件时延；
为低轨卫星s下行导航信号天线的在轨与地面标定的IF硬件时延对温度的一阶导数项之差，也即硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
λIF1为低轨下行导航信号的IF组合波长，为低轨下行导航信号的IF组合浮点模糊度。
6.根据权利要求5所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，当进行多系统GNSS求解时，所述第二观测方程还包括：
式中，和/>为GNSS系统M的IF伪距及载波相位的O-C项，/>为天顶对流层湿延迟对GNSS系统M信号的投影函数，dIF,GM为系统G与GNSS系统M的地面站接收机IF伪距硬件时延之差，λIF3为GNSS系统M的IF组合波长，/>为GNSS系统M的IF组合浮点模糊度。
7.根据权利要求1所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述修正量对所述低轨卫星下行导航信号天线的PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定的公式为：
式中，为低轨卫星s在轨标定的下行导航信号天线PCO的求解值，/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线坐标系下的PCO的标定值，/>为PCO修正量的求解值；/>为低轨卫星s在轨标定的下行导航信号硬件时延常数项，/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线硬件时延的常数项，/>为硬件时延常数项修正量的求解值；/>为低轨卫星s在轨标定的下行导航信号天线硬件时延对温度的一阶导数项，/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线硬件时延对温度的一阶导数项，/>为硬件时延对温度的一阶导数项修正量的求解值。
8.一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；
其中，所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值的表达式为：
式中，为低轨卫星s下行导航信号天线相位中心轨道初值,/>为低轨卫星s事后精密定轨所得的星载GNSS天线相位中心轨道，/>为低轨卫星s在轨标定的星载GNSS天线坐标系下的PCO，/>标记表示下方对应参数的求解值；/>为低轨卫星s地面标定的星固坐标系下的质心至星载GNSS天线基准点的向量，/>为低轨卫星s地面标定的星固坐标系下的质心至下行导航信号天线基准点的向量；/>为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线坐标系下的PCO；RNEUG2ECEF与RNEU2ECEF分别为星载GNSS天线及下行导航信号天线坐标系至地固坐标系的旋转矩阵，RB2ECEF为星固坐标系至地固坐标系的旋转矩阵；
所述卫星钟差初值的表达式为：
式中，ti为时刻，为ti时刻修正硬件时延后的卫星钟差初值，/>为ti时刻低轨卫星s事后精密定时求解得到的低轨卫星钟差，/>为在轨标定的卫星钟差参数对应的GNSS系统的IF伪距硬件时延，/>标记表示下方对应参数的求解值；/>和分别为低轨卫星s地面标定的下行导航信号天线硬件时延的常数项和对温度的一阶导数项，ΔTLs(ti)为ti时刻低轨卫星s下行导航信号天线的温度变化，c为光速；
第二计算模块，用于基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，或者以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的修正量；
其中，所述修正量包括PCO修正量、硬件时延对温度的常数项修正量以及硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
修正模块，用于基于所述修正量对所述低轨卫星下行导航信号天线的PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定。
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