CN117970775A - 联合gnss和leo卫星的标准时间授时方法及系统 - Google Patents
联合gnss和leo卫星的标准时间授时方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117970775A CN117970775A CN202410386584.4A CN202410386584A CN117970775A CN 117970775 A CN117970775 A CN 117970775A CN 202410386584 A CN202410386584 A CN 202410386584A CN 117970775 A CN117970775 A CN 117970775A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- gnss
- clock
- leo
- leo satellite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 claims description 12
- SAYGKHKXGCPTLX-UHFFFAOYSA-N 2-(carbamoylamino)-5-(4-fluorophenyl)-3-thiophenecarboxamide Chemical compound NC(=O)C1=C(NC(=O)N)SC(C=2C=CC(F)=CC=2)=C1 SAYGKHKXGCPTLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明提供了一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法及系统,包括读取LEO卫星观测GNSS卫星的GNSS观测数据以及GNSS卫星状态数据;判断状态数据中GNSS卫星钟差是否是以UTC (k)为参考时钟得到判断结果;并根据判断结果,以直接或间接方式利用GNSS观测数据和状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;根据判断结果选择输入数据,并利用输入数据结合PPP技术确定出用户站钟差。由于LEO卫星运动速度较快,有利于缩短PPP的收敛时间,且本发明联合LEO卫星和GNSS卫星进行授时,增加了卫星数量,因此可以提供瞬时高精度授时服务。
Description
技术领域
本发明属于卫星授时技术领域,具体涉及一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法及系统。
背景技术
GNSS(Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统)是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标、速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。与GNSS卫星相比,LEO(Low Earth Orbit,低轨)卫星具有轨道高度低、运动速度快等优势,常被应用于低轨导航增强等国家重大战略领域。
低轨导航增强不止是定位、导航等位置服务的增强,同时也包括对授时服务的增强。授时是指确定、保持某种时间尺度,并通过一定方式将代表这种尺度的时间信息传递给使用者的一系列工作。UTC(Coordinated Universal Time,协调世界时),又称国际标准时间,是全球通用的时间标准,是一个滞后的纸面时间,且具有较高的稳定度。UTC(k)是UTC的物理实现,例如美国的UTC(NIST),中国的UTC(NTSC)等。在我国,UTC(NTSC)是我国的国家标准时间,是时间服务的基础。标准时间授时即指授时方法及系统中的时间系统为标准时间UTC(k)。
卫星授时是目前精度较高且应用广泛的一种授时方法。目前,高精度卫星授时(纳秒-亚纳秒级)大多基于GNSS卫星,借助PPP(Precise Point Positioning,精密单点定位技术)开展。例如专利文献(一种授时系统以及方法,CN112787705A)公开了利用GNSS卫星结合PPP技术进行授时,但是需要较长的收敛时间,一般为十几分钟到几十分钟不等,无法满足用户瞬时高精度的需求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法及系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
第一方面,本发明提供了一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法包括:
S100,读取LEO卫星观测GNSS卫星的GNSS观测数据以及GNSS卫星的状态数据;所述GNSS观测数据包括伪距观测数据和载波相位观测数据;所述状态数据包括GNSS卫星的轨道信息和GNSS卫星钟差;
S200,判断所述GNSS卫星钟差是否是以UTC(k)为参考时钟得到判断结果;
S300,根据所述判断结果,以直接或间接方式利用所述GNSS观测数据和所述状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;
S400,根据所述判断结果,在所述GNSS观测数据、所述LEO卫星的轨道信息、所述LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、所述GNSS卫星的轨道信息、所述用户站观测GNSS卫星的观测数据和所述用户站观测LEO卫星的观测数据中选择输入数据,并利用所述输入数据结合PPP技术确定出用户站钟差。
第二方面,本发明提供了一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时系统,所述系统用于实现第一方面所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法。
有益效果:
本发明提供了一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法及系统,包括读取LEO卫星观测GNSS卫星的GNSS观测数据以及GNSS卫星状态数据;判断状态数据中GNSS卫星钟差是否是以UTC(k)为参考时钟得到判断结果;并根据判断结果,以直接或间接方式利用GNSS观测数据和状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;根据所述判断结果选择输入数据,并利用所述输入数据结合PPP技术确定出用户站相对于UTC (k)的钟差。由于LEO卫星运动速度较快,有利于缩短PPP的收敛时间,且本发明联合LEO卫星和GNSS卫星进行授时,增加了卫星数量,因此可以提供瞬时高精度授时服务。
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是本发明提供的一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法的流程示意图;
图2是本发明提供的GNSS卫星钟差以UTC(k)为参考时钟作授时的过程示意图;
图3是本发明提供的GNSS卫星钟差不以UTC(k)为参考时钟作授时的过程示意图。
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
结合图1至图3,本发明提供了一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法包括:
S100,读取LEO卫星观测GNSS卫星的GNSS观测数据以及GNSS卫星的状态数据;所述GNSS观测数据包括伪距观测数据和载波相位观测数据;所述状态数据包括GNSS卫星的轨道信息和GNSS卫星钟差;
所述状态数据由地面测站网中的所有地面测站联合起来,观测GNSS卫星得到观测数据,并根据该观测数据计算得到。本发明的伪距观测数据和载波相位观测数据以观测值的形式呈现。GNSS观测数据是在LEO卫星上搭载接收机,观测GNSS卫星,收到的数据叫LEO星载GNSS观测数据。
S200,判断所述GNSS卫星钟差是否是以UTC(k)为参考时钟,得到判断结果;
值得说明的是:通常卫星钟差或测站钟差都包括了一个参考时钟,这个参考时钟可以是任何一个GNSS的系统时间,也可以是UTC(k)。UTC(k)是UTC的物理实现,UTC是国际标准时间,是一切时间服务的基础。
S300,根据所述判断结果,以直接或间接方式利用所述GNSS观测数据和所述状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;
值得说明的是:如果GNSS卫星钟差以UTC(k)为基准,则LEO卫星则可以直接利用GNSS状态数据求解自身钟差,求解得到的LEO卫星钟差也是以UTC(k)为参考。如果GNSS卫星钟差不是以UTC(k)为基准,即采用间接方式求解以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差。
S400,根据所述判断结果,在所述GNSS观测数据、所述LEO卫星的轨道信息、所述LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、GNSS卫星的轨道信息、用户站观测GNSS卫星的观测数据和用户站观测LEO卫星的观测数据中选择输入数据,并利用所述输入数据结合PPP技术确定出用户站钟差。
本发明提供的一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法应用于具备分析计算功能的用户站,如果用户站不具有分析计算功能,则S100-S300的步骤在分析中心设备上完成。分析中心设备与用户站通信,再将判断结果、GNSS观测数据、LEO卫星的轨道信息、LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、GNSS卫星的轨道信息发送至用户站,由用户站完成S400的过程,即解算用户站钟差的过程。
值得说明的是:当用户站钟差求解时,根据GNSS卫星的参考是否为UTC(k),确定是否利用GNSS观测数据、GNSS卫星钟差和GNSS卫星的轨道信息。如果GNSS卫星的参考不是UTC (k),则不引入GNSS卫星钟差和GNSS卫星的轨道信息,反之则使用GNSS观测数据。
LEO卫星由于轨道较低,运动速度较快,因此星座的几何构型变化快,有利于缩短PPP的收敛时间。研究表明,利用低轨卫星进行GNSS导航增强时,PPP收敛时间可缩短至1分钟以内,进而可满足用户瞬时高精度授时的需求。因此,本发明将利用GNSS卫星和LEO卫星,结合PPP技术,使用户可以获得瞬时高精度的标准时间服务。
实施例二
作为本发明一种可选的实施例,S300包括:
S310,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差是以UTC(k)为参考时钟,则采用直接方式利用所述GNSS观测数据和所述状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;
S320,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差不是以UTC(k)为参考时钟,则采用间接方式利用所述GNSS观测数据和所述状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息。
实施例三
作为本发明一种可选的实施例,S310包括:
S311,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差是以UTC(k)为参考时钟,则利用所述观测数据和所述状态数据建立第一求解方程;
本步骤的第一求解方程表示为:
(1);
(2);
(3);
(4);
式中,为LEO卫星号;/>为GNSS卫星号;/>为相应的历元;/>为LEO卫星星载钟在第/>个历元的钟面时间;/>为在第/>个历元的LEO卫星钟差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合载波相位观测值;/>为波长;/>为真空中光速;/>为在第/>个历元GNSS卫星/>到LEO卫星/>之间的几何距离;/>为GNSS卫星载钟在第/>个历元的钟面时间;/>为GNSS卫星钟差的参考时钟;/>为GNSS卫星/>相对于LEO卫星/>观测值的整周模糊度;/>为/>的观测误差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合伪距观测值;/>为/>的观测误差;为LEO卫星/>的参考时钟,/>=UTC(k);/>为在第/>个历元LEO卫星/>的坐标,/>为在第/>个历元GNSS卫星/>的位置坐标。
S312,利用运动学模型或简化动力学模型对所述第一求解方程求解,得到以UTC (k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息。
参考图2,在图2中GNSS卫星钟差以UTC(k)为参考时钟,可以直接利用GNSS观测数据以及GNSS卫星的状态数据求解出的LEO卫星钟差,如此LEO卫星钟差也是以UTC(k)为参考时钟。
由于GNSS卫星钟差的参考时钟是UTC(k),因此求解出的LEO卫星钟差/>的参考时钟同样是UTC(k)。
实施例四
作为本发明一种可选的实施例,S320包括:
S321,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差不是以UTC(k)为参考时钟,则利用所述观测数据和所述状态数据建立第二求解方程;
本步骤的所述第二求解方程表示为:
(5);
(6);
(7);
(8);
式中,为LEO卫星号;/>为GNSS卫星号;/>为相应的历元;/>为LEO卫星星载钟在第/>个历元的钟面时间;/>为在第/>个历元的LEO卫星钟差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合载波相位观测值;/>为波长;/>为光速;为第i个历元的GNSS卫星/>到LEO卫星/>之间的几何距离;/>为GNSS卫星载钟在第个历元的钟面时间;/>为GNSS卫星钟差的参考时钟;/>为GNSS卫星/>相对于LEO卫星/>观测值的整周模糊度;/>为/>的观测误差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合伪距观测值;/>为/>的观测误差;/>为LEO卫星/>的参考时钟;/>为在第/>个历元LEO卫星/>的坐标,/>为在第/>个历元GNSS卫星/>的位置坐标。
S322,利用运动学模型或简化动力学模型对所述第二求解方程求解,得到不以UTC (k)为参考时钟的待定LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;
S323,对LEO卫星进行LEO星地时间同步,以使所述待定LEO卫星钟差的系统时间与UTC(k)建立联系,得到以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差。
参考图3,图3中GNSS卫星钟差的参考时钟不是UTC(k),因此在求解出待定LEO卫星钟差后,需要作星地时间同步。LEO通过星地时间同步技术,将待定LEO卫星钟差的参考时间与UTC(k)建立联系,星地时间同步可以通过Q/V馈电宽波束链路实现,但不限于此。最终获得以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差。
实施例五
作为本发明一种可选的实施例,S323包括:
S3231,将LEO卫星上的Q/V观测站外接UTC(k),并通过Q/V馈电宽波束链路确定Q/V观测站的时钟信号与UTC(k)之间的第一时延,表示为:
(9);
其中,为Q/V观测站的时钟信号;
S3232,利用所述第一时延并通过Q/V时间同步建立LEO卫星星载钟的钟面时间与Q/V观测站的时钟信号/>之间的第二时延,表示为:
(10);
S3233,根据所述第一时延和所述第二时延得到以为参考时钟的LEO卫星钟差。
实施例六
作为本发明一种可选的实施例,S400包括:
S410,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差是以UTC(k)为参考时钟,则在所述GNSS观测数据、所述LEO卫星的轨道信息、所述LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、所述GNSS卫星的轨道信息、所述用户站观测GNSS卫星的观测数据和所述用户站观测LEO卫星的观测数据中选择所述用户站观测LEO卫星的观测数据、所述LEO卫星钟差、所述LEO卫星的轨道信息、所述用户站观测GNSS卫星的观测数据、所述GNSS卫星钟差、所述GNSS卫星的轨道信息和所述GNSS卫星的轨道信息作为输入数据;
参考图2,图2中虚线箭头表示可以用该链路数据也可以不用。在图2中GNSS卫星钟差以UTC(k)为参考时钟,因此利用GNSS观测数据以及状态数据求解出的LEO卫星钟差也是以UTC(k)为参考时钟。之后利用用户站观测LEO卫星的观测数据、LEO卫星钟差、LEO卫星的轨道信息、用户站观测GNSS卫星的观测数据、GNSS卫星钟差和所述GNSS卫星的轨道信息作为输入数据结合上PPP技术求解以UTC(k)为参考时钟的用户站钟差。或者也可以仅选择出LEO卫星钟差、LEO卫星的轨道信息和用户站观测LEO卫星的观测数据结合PPP求解出用户站钟差。
S420,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差不是以UTC(k)为参考时钟,则在所述GNSS观测数据、所述LEO卫星的轨道信息、所述LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、所述GNSS卫星的轨道信息、所述用户站观测GNSS卫星的观测数据和所述用户站观测LEO卫星的观测数据中选择所述用户站观测LEO卫星的观测数据、所述LEO卫星钟差、所述LEO卫星的轨道信息作为输入数据;
参考图3,在图3中GNSS卫星钟差不以UTC(k)为参考时钟,因此不适用GNSS卫星的相关数据。而需要以间接方式求解出的以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差,因此选择用户站观测LEO卫星的观测数据、LEO卫星钟差、LEO卫星的轨道信息作为输入数据,并结合PPP技术求解出用户站钟差。
本发明的预设的观测方程均表示为:
(11);
(12);
(13);
(14);
式中,为用户站标识号;/>为卫星号,包括GNSS卫星或LEO卫星,/>为用户站/>在第/>个历元的本地接收机钟面时间;/>为用户站钟差的参考时钟;/>为在第/>个历元的用户站钟差;/>为用户站相对于卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合载波相位观测值;/>为在第/>个历元卫星/>到用户站/>之间的几何距离;/>为卫星/>在第/>个历元的星载钟钟面时间;/>为卫星钟差的参考时钟;/>为用户站/>相对于卫星/>的对流层延迟影响;/>为用户站/>相对于卫星/>观测值的整周模糊度,/>为/>的观测误差;/>为用户站/>相对于卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合伪距观测值;/>为/>的观测误差;/>为用户站坐标,/>为卫星位置。
在公式(11)-(14)中,卫星可以是GNSS卫星和/或LEO卫星,在S410的步骤中为GNSS卫星和LEO卫星,由于输入的为UTC(k),因此/>同样是UTC(k),在S420的步骤中为LEO卫星。公式(11)-(14)中,输入为:卫星钟差/>,观测值/>、/>以及/>中所包含的卫星位置,在S410中/>表示LEO卫星和GNSS卫星的组合,当表示两个卫星时,参数为两者之和;在S420中/>仅表示LEO卫星。
对流层延迟可通过各类模型进行修正。因此,待估参数为用户站钟差和用户站坐标/>。当固定用户站坐标时,待估参数只剩下用户站钟差。由公式可知,输入的卫星钟差的参考时钟/>决定了用户站钟差的参考时间/>。
根据标准时间授时的含义和公式(11)-(14),可知,当用户站钟差中的参考时钟为标准时间UTC(k)时,即可确定该用户站相对于标准时间的时差,即为标准时间授时结果。但是,不是所有的卫星钟差的/>均为UTC(k),因此,根据GNSS卫星钟差的参考时钟是否为UTC(k)给出S420和S430两种方式选择求解用户站钟差的输入数据。
S430,将所述输入数据输入至预设的观测方程中,并利用PPP技术确定出用户站钟差。
本发明结合GNSS卫星和LEO卫星,并组合PPP技术,进一步来提供瞬时高精度授时服务。
第二方面,本发明提供了一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时系统,所述系统用于实现第一方面的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法。
本发明的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时系统与联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法的具体实施例细节相同,此处不再一一赘述。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述,然而,在实施所要求保护的本申请过程中,本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中,“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。
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 (10)
1.一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,包括:
S100,读取LEO卫星观测GNSS卫星的GNSS观测数据以及GNSS卫星的状态数据;所述GNSS观测数据包括伪距观测数据和载波相位观测数据;所述状态数据包括GNSS卫星的轨道信息和GNSS卫星钟差;
S200,判断所述GNSS卫星钟差是否是以UTC(k)为参考时钟,得到判断结果;
S300,根据所述判断结果,以直接或间接方式利用所述GNSS观测数据和所述状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;
S400,根据所述判断结果,在所述GNSS观测数据、所述LEO卫星的轨道信息、所述LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、所述GNSS卫星的轨道信息、用户站观测GNSS卫星的观测数据和用户站观测LEO卫星的观测数据中选择输入数据,并利用所述输入数据结合PPP技术确定出用户站钟差。
2.根据权利要求1所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,S300包括:
S310,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差是以UTC(k)为参考时钟,则采用直接方式利用所述GNSS观测数据和所述状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;
S320,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差不是以UTC(k)为参考时钟,则采用间接方式利用所述GNSS观测数据和所述状态数据,确定以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息。
3.根据权利要求2所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,S310包括:
S311,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差是以UTC(k)为参考时钟,则利用所述观测数据和所述状态数据建立第一求解方程;
S312,利用运动学模型或简化动力学模型对所述第一求解方程求解,得到以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息。
4.根据权利要求3所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,S311中的所述第一求解方程表示为:
(1);
(2);
(3);
(4);
式中,为LEO卫星号;/>为GNSS卫星号;/>为相应的历元;/>为LEO卫星星载钟在第/>个历元的钟面时间;/>为在第/>个历元的LEO卫星钟差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合载波相位观测值;/>为波长;/>为真空中光速;/>为在第/>个历元GNSS卫星/>到LEO卫星/>之间的几何距离;/>为GNSS卫星载钟在第/>个历元的钟面时间;/>为GNSS卫星钟差的参考时钟;/>为GNSS卫星/>相对于LEO卫星/>观测值的整周模糊度;/>为/>的观测误差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合伪距观测值;/>为/>的观测误差;/>为LEO卫星/>的参考时钟,/>=UTC(k);/>为在第/>个历元LEO卫星/>的坐标,为在第/>个历元GNSS卫星/>的位置坐标。
5.根据权利要求2所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,S320包括:
S321,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差不是以UTC(k)为参考时钟,则利用所述观测数据和所述状态数据建立第二求解方程;
S322,利用运动学模型或简化动力学模型对所述第二求解方程求解,得到不以UTC(k)为参考时钟的待定LEO卫星钟差和LEO卫星的轨道信息;
S323,对LEO卫星和用户站进行LEO星地时间同步,以使所述待定LEO卫星钟差的系统时间与UTC(k)建立联系,得到以UTC(k)为参考时钟的LEO卫星钟差。
6.根据权利要求5所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,S321中的所述第二求解方程表示为:
(5);
(6);
(7);
(8);
式中,为LEO卫星号;/>为GNSS卫星号;/>为相应的历元;/>为LEO卫星星载钟在第/>个历元的钟面时间;/>为在第/>个历元的LEO卫星钟差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合载波相位观测值;/>为波长;/>为光速;为第/>个历元的GNSS卫星/>到LEO卫星/>之间的几何距离;/>为GNSS卫星载钟在第个历元的钟面时间;/>为GNSS卫星钟差的参考时钟;/>为GNSS卫星/>相对于LEO卫星/>观测值的整周模糊度;/>为/>的观测误差;/>为LEO卫星/>相对于GNSS卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合伪距观测值;/>为/>的观测误差;/>为LEO卫星/>的参考时钟;/>为在第/>个历元LEO卫星/>的坐标,/>为在第/>个历元GNSS卫星/>的位置坐标。
7.根据权利要求6所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,S323包括:
S3231,将LEO卫星上的Q/V观测站外接UTC(k),并通过Q/V馈电宽波束链路确定Q/V观测站的时钟信号与UTC(k)之间的第一时延,表示为:
(9);
其中,为Q/V观测站的时钟信号;
S3232,利用所述第一时延并通过Q/V时间同步建立LEO卫星星载钟的钟面时间与Q/V观测站的时钟信号/>之间的第二时延,表示为:
(10);
S3233,根据所述第一时延和所述第二时延得到以为参考时钟的所述LEO卫星钟差。
8.根据权利要求4或7所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,S400包括:
S410,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差是以UTC(k)为参考时钟,则在所述GNSS观测数据、所述LEO卫星的轨道信息、所述LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、所述用户站观测GNSS卫星的观测数据和所述用户站观测LEO卫星的观测数据中选择所述用户站观测LEO卫星的观测数据、所述LEO卫星钟差、所述LEO卫星的轨道信息、所述用户站观测GNSS卫星的观测数据、所述GNSS卫星钟差和所述GNSS卫星的轨道信息作为输入数据;
S420,如果所述判断结果为所述GNSS卫星钟差不是以UTC(k)为参考时钟,则在所述GNSS观测数据、所述LEO卫星的轨道信息、所述LEO卫星钟差、所述GNSS卫星钟差、所述用户站观测GNSS卫星的观测数据和所述用户站观测LEO卫星的观测数据中选择所述用户站观测LEO卫星的观测数据、所述LEO卫星钟差、所述LEO卫星的轨道信息作为输入数据;
S430,将所述输入数据输入至预设的观测方程中,并利用PPP技术确定出用户站钟差。
9.根据权利要求8所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法,其特征在于,所述S420和S430中的预设的观测方程均表示为:
(11);
(12);
(13);
(14);
式中,为用户站标识号;/>为卫星号,包括GNSS卫星或LEO卫星,/>为用户站/>在第个历元的本地接收机钟面时间;/>为用户站钟差的参考时钟;/>为在第/>个历元的用户站钟差;/>为用户站相对于卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合载波相位观测值;/>为在第/>个历元卫星/>到用户站/>之间的几何距离;/>为卫星/>在第/>个历元的星载钟钟面时间;/>为卫星钟差的参考时钟;/>为用户站/>相对于卫星/>的对流层延迟影响;/>为用户站/>相对于卫星/>观测值的整周模糊度,/>为/>的观测误差;/>为用户站/>相对于卫星/>在第/>个历元消除了电离层影响的组合伪距观测值;为/>的观测误差;/>为用户站坐标,/>为卫星位置。
10.一种联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时系统,其特征在于,所述系统用于实现权利要求1至9任一项所述的联合GNSS和LEO卫星的标准时间授时方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410386584.4A CN117970775B (zh) | 2024-04-01 | 联合gnss和leo卫星的标准时间授时方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410386584.4A CN117970775B (zh) | 2024-04-01 | 联合gnss和leo卫星的标准时间授时方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117970775A true CN117970775A (zh) | 2024-05-03 |
CN117970775B CN117970775B (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101642094B1 (ko) * | 2015-10-30 | 2016-07-22 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 저궤도 위성군의 시각 동기화를 수행하기 위한 방법 및 그 장치 |
CN107153209A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-12 | 武汉大学 | 一种短弧段低轨导航卫星实时精密定轨方法 |
CN109061677A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-21 | 上海卫星工程研究所 | 利用低轨卫星进行星基导航增强的方法 |
CN109507690A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-22 | 中国科学院国家授时中心 | 基于gnss的国家标准时间亚纳秒级授时方法 |
CN109901206A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-18 | 武汉大学 | 一种基于低轨卫星无线电测距信号的单星定位与授时方法 |
WO2020133711A1 (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 上海海积信息科技股份有限公司 | 一种卫星定轨方法、装置及电子设备 |
US20210239855A1 (en) * | 2018-06-04 | 2021-08-05 | Beijing Future Navigation Technology Co., Ltd. | Navigation Enhancement Method and System |
CN113447971A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 中国科学院国家授时中心 | 一种leo与gnss融合精密单点定位方法及系统 |
CN113608427A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-05 | 中国科学院国家授时中心 | 一种集中式天基时间基准建立方法 |
CN116819587A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-09-29 | 北京航空航天大学 | 一种利用大规模低轨星座增强的精密定位服务方法 |
CN117111112A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-11-24 | 中国科学院国家授时中心 | 一种gnss和lnss数据融合处理方法及系统 |
CN117377057A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 中国科学院国家授时中心 | 一种低轨卫星和地面站的星地时间同步方法及系统 |
CN117388883A (zh) * | 2023-10-12 | 2024-01-12 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于稀疏地基节点的北斗低轨ppp-rtk高精度服务方法 |
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101642094B1 (ko) * | 2015-10-30 | 2016-07-22 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 저궤도 위성군의 시각 동기화를 수행하기 위한 방법 및 그 장치 |
CN107153209A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-12 | 武汉大学 | 一种短弧段低轨导航卫星实时精密定轨方法 |
US20210239855A1 (en) * | 2018-06-04 | 2021-08-05 | Beijing Future Navigation Technology Co., Ltd. | Navigation Enhancement Method and System |
CN109061677A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-21 | 上海卫星工程研究所 | 利用低轨卫星进行星基导航增强的方法 |
CN109507690A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-22 | 中国科学院国家授时中心 | 基于gnss的国家标准时间亚纳秒级授时方法 |
WO2020133711A1 (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 上海海积信息科技股份有限公司 | 一种卫星定轨方法、装置及电子设备 |
CN109901206A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-18 | 武汉大学 | 一种基于低轨卫星无线电测距信号的单星定位与授时方法 |
CN113447971A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 中国科学院国家授时中心 | 一种leo与gnss融合精密单点定位方法及系统 |
CN113608427A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-05 | 中国科学院国家授时中心 | 一种集中式天基时间基准建立方法 |
CN116819587A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-09-29 | 北京航空航天大学 | 一种利用大规模低轨星座增强的精密定位服务方法 |
CN117111112A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-11-24 | 中国科学院国家授时中心 | 一种gnss和lnss数据融合处理方法及系统 |
CN117388883A (zh) * | 2023-10-12 | 2024-01-12 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于稀疏地基节点的北斗低轨ppp-rtk高精度服务方法 |
CN117377057A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 中国科学院国家授时中心 | 一种低轨卫星和地面站的星地时间同步方法及系统 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
FISCHER JOHN: "Resilient Timekeeping for Critical Infrastructure", PROCEEDINGS OF THE 51ST ANNUAL PRECISE TIME AND TIME INTERVAL SYSTEMS AND APPLICATIONS MEETING, 31 December 2020 (2020-12-31) * |
宋叶志: "星载光学天文定位的空间目标轨道确定方法", 测绘科学, 20 February 2023 (2023-02-20) * |
康国华;刘瑶;乔思元;金晨迪;郭玉洁;梁尔涛;: "基于实时SSR数据的LEO卫星精密单点定位研究", 中国空间科学技术, no. 02, 27 March 2019 (2019-03-27) * |
李方超: "联合BDS-3/BDS-2/GPS的实时精密单点定位模型与算法研究", 中国博士学位论文全文数据库 (基础科学辑), 15 April 2022 (2022-04-15) * |
杨轩: "轨道与钟差对低轨导航增强PPP性能影响分析", 无线电工程, 30 March 2023 (2023-03-30) * |
赵昂;杨元喜;许扬胤;景一帆;杨宇飞;马越原;徐君毅;: "GNSS单系统及多系统组合完好性分析", 武汉大学学报(信息科学版), no. 01, 5 January 2020 (2020-01-05) * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Johnston et al. | The international GNSS service | |
Milliken et al. | Principle of operation of NAVSTAR and system characteristics | |
US20230072669A1 (en) | Vehicle positioning using pseudo range observation and doppler observation values | |
CN105158780B (zh) | 一种基于多种导航卫星可互换的导航定位方法 | |
US8571800B2 (en) | User interactive actual time networked survey system | |
CN100437143C (zh) | 区域卫星导航系统及方法 | |
JPH06213993A (ja) | 衛星をベースとするナビゲーションシステムを使用してビークルの位置を決定する方法及び装置 | |
Li et al. | Review of PPP–RTK: Achievements, challenges, and opportunities | |
CN106569242A (zh) | 固定参考星的gnss单差处理方法 | |
CN113253314B (zh) | 一种低轨卫星间时间同步方法及系统 | |
CN111965685B (zh) | 一种基于多普勒信息的低轨卫星/惯性组合导航定位方法 | |
CN110308467A (zh) | 一种基于Zynq-7020的超紧耦合微系统及方法 | |
Zhao et al. | A variant of raw observation approach for BDS/GNSS precise point positioning with fast integer ambiguity resolution | |
CN116840879B (zh) | 顾及轨道约束的低轨卫星钟差的确定方法及系统 | |
CN107807373A (zh) | 基于移动智能终端的gnss高精度定位方法 | |
CN117970775B (zh) | 联合gnss和leo卫星的标准时间授时方法及系统 | |
CN117970775A (zh) | 联合gnss和leo卫星的标准时间授时方法及系统 | |
CN112595328B (zh) | 视觉辅助稀疏无线电测量的月球导航定位方法 | |
Kashani et al. | Towards instantaneous network-based RTK GPS over 100 km distance | |
CN113281796A (zh) | 位置确定方法、速度确定方法、装置、设备和存储介质 | |
Rocken et al. | Testing a new network RTK software system | |
Liu et al. | Measurement-domain cooperative navigation for multi-UAV systems augmented by relative positions | |
CN117890936B (zh) | 一种低轨卫星在轨实时星间时间传递方法和系统 | |
Rizos | Precise GPS positioning: Prospects and challenges | |
Hu | Benefits from a multi-receiver architecture for GNSS precise positioning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |