RU2749667C1 - Способ и система быстрого и точного позиционирования - Google Patents
Способ и система быстрого и точного позиционирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749667C1 RU2749667C1 RU2020139312A RU2020139312A RU2749667C1 RU 2749667 C1 RU2749667 C1 RU 2749667C1 RU 2020139312 A RU2020139312 A RU 2020139312A RU 2020139312 A RU2020139312 A RU 2020139312A RU 2749667 C1 RU2749667 C1 RU 2749667C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- positioning
- navigation
- satellite
- observation
- satellites
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
- G01S19/46—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being of a radio-wave signal type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/52—Determining velocity
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
- H04B7/18545—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation
- H04B7/18547—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation for geolocalisation of a station
- H04B7/1855—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation for geolocalisation of a station using a telephonic control signal, e.g. propagation delay variation, Doppler frequency variation, power variation, beam identification
- H04B7/18552—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation for geolocalisation of a station using a telephonic control signal, e.g. propagation delay variation, Doppler frequency variation, power variation, beam identification using a telephonic control signal and a second ranging satellite
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/19—Earth-synchronous stations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/05—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing aiding data
- G01S19/06—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing aiding data employing an initial estimate of the location of the receiver as aiding data or in generating aiding data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/07—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
- G01S19/11—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals wherein the cooperating elements are pseudolites or satellite radio beacon positioning system signal repeaters
- G01S19/115—Airborne or satellite based pseudolites or repeaters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
- G01S19/44—Carrier phase ambiguity resolution; Floating ambiguity; LAMBDA [Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment] method
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/195—Non-synchronous stations
Abstract
Заявленная группа изобретений относится к технологии спутниковой навигации и, например, к способу и системе быстрого и точного позиционирования. Техническим результатом изобретения является реализация крупномасштабных, быстрых и высокоточных услуг определения PVT (положение-скорость-время) путём объединения высоко-, средне-, низкоорбитальных навигационных спутников. Способ включает в себя этапы, на которых: получают данные наблюдения навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции на текущую эпоху; соответственно получают навигационные телеграммы навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции и получают точную орбиту и сдвиг часов; корректируют ошибки, принятые в процессе позиционирования, согласно полученным навигационным телеграммам; выполняют нормализацию путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона для получения единых линейных уравнений наблюдения и вычисляют значения наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости; вычисляют оценочные значения параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации посредством уравнения состояния согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущий период дискретизации; генерируют и сохраняют результаты позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации согласно оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
ПЕРЕКРЁСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001] Настоящая заявка имеет приоритет китайской заявки на патент, поданной китайским патентным ведомством с номером заявки 201810566043.4 от 04 июня 2018 г., все содержание которой включено в настоящую заявку в качестве ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящая заявка относится к технологии спутниковой навигации и, например, к способу и системе быстрого и точного позиционирования.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) включают в себя глобальную систему позиционирования (GPS) США, российскую глобальную навигационную спутниковую систему (ГЛОНАСС), систему позиционирования ЕС (Galileo), систему Beidou, Китай, японскую квазизенитную спутниковую систему (QZSS) и индийскую региональную навигационную спутниковую систему (IRNSS) и т.д. Глобальная спутниковая навигационная система, в основном, определяет положение, скорость и время (положение-скорость-время, PVT) движущегося носителя путём использования принципа дальнего пересечения расстояния путём измерения расстояния от спутника до приёмника. Характеристика PVT спутниковых навигационных систем не только ограничена точностью орбит спутников и результатами сдвига часов, но и связана с точностью моделей ошибок ионосферы, тропосферы и т.п. и корректности фиксации параметра неоднозначности. Однако скорость сходимости решения параметра ориентации для позиционирования, измерения скорости и синхронизации в основном зависит от пространственных геометрических конфигураций навигационных спутников. В настоящее время процесс сходимости точного позиционирования находится в диапазоне от 15 минут до 30 минут, и длительное время сходимости не может удовлетворять требованиям высокоточного позиционирования в реальном времени.
[0004] Для того чтобы уменьшать время сходимости, в настоящее время, в основном, используется региональная дифференциальная коррекция или совместное решение множества навигационных систем. В региональных системах дифференциальной коррекции, таких как кинематика в реальном времени (RTK), расширенный режим реального времени (RTX) и позиционирование высокой точности - кинематика в реальном времени (PPP-RTK), информация об ошибках ионосферы, тропосферы и т.п. текущего региона решается путём использования региональных эталонных станций для коррекции соответствующих ошибок на мобильной станции так, чтобы достигать быстрого разделения параметра неоднозначности и параметра положения, то есть параметр неоднозначности может быть зафиксирован в течение нескольких периодов дискретизации, и достигаются результаты позиционирования порядка сантиметра и результаты измерения скорости и синхронизации соответствующей точности. Путём использования мультинавигационной спутниковой системы число наблюдаемых спутников может быть значительно увеличено, пространственные геометрические конфигурации спутников могут быть улучшены, и скорость сходимости решений параметров может быть ускорена, тем самым улучшая характеристику PVT.
[0005] Однако все вышеупомянутые способы имеют свои ограничения. Например, региональная система дифференциальной коррекции может только обеспечивать высокоточные услуги PVT в пределах определённой дальности, а мультинавигационная спутниковая система имеет ограниченное влияние на ускорение сходимости позиционирования высокой точности (PPP).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Ниже приводится обзор объектов изобретения, описанных здесь подробно. Настоящий обзор не предназначен для ограничения объёма охраны формулы изобретения.
[0007] Региональная система дифференциальной коррекции ограничена регионами. Как правило, она может только обеспечивать высокоточные услуги PVT в пределах определённой дальности. Если сфера функционирования превышена, информация дифференциальной коррекции больше не доступна. Несмотря на то, что мультинавигационная спутниковая система может улучшать её скорость сходимости, поскольку соответствующие навигационные спутники расположены на средних и высоких орбитах, и угол, охватываемый спутниками в зените за короткое время, является маленьким, и изменения в пространственных геометрических конфигурациях спутников не являются очевидными, этот способ имеет ограниченное влияние на ускорение сходимости позиционирования высокой точности, и его время сходимости по-прежнему требует по меньшей мере, 6 минут в случае, когда неоднозначность зафиксирована. Учитывая, что LEO-спутники дифференциальной коррекции движутся относительно быстро относительно наземной станции мониторинга, это будет приводить к быстрым изменениям геометрической структуры и быстрому разделению параметров неоднозначности и параметров положения, тем самым ускоряя скорость сходимости PVT. В связи с этим эффективным способом преодоления недостатка текущих высокоточных услуг PVT является объединение средне-, высоко-, низкоорбитальных спутников дифференциальной коррекции для услуг навигации.
[0008] Настоящая заявка предлагает способ и систему позиционирования на основе навигационных спутников и спутников дифференциальной коррекции на низкой околоземной орбите (LEO), которые используют группировки LEO-спутников дифференциальной коррекции для передачи сигналов навигационных спутников, тем самым реализуя крупномасштабные, быстрые и высокоточные услуги PVT путём объединения высоко-, средне-, низкоорбитальных навигационных спутников.
[0009] Настоящая заявка принимает следующие технические решения:
[0010] Настоящая заявка предлагает способ быстрого и точного позиционирования, который включает в себя: этап 1, на котором получают данные наблюдения навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции на текущий период дискретизации и предварительно обрабатывают данные наблюдения; этап 2, на котором соответственно получают навигационные телеграммы навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции и получают точную орбиту и сдвиг часов навигационных спутников и точную орбиту и сдвиг часов LEO-спутников дифференциальной коррекции согласно полученным навигационным телеграммам LEO-спутников дифференциальной коррекции; этап 3, на котором корректируют ошибки, принятые в процессе позиционирования, согласно полученным навигационным телеграммам; этап 4, на котором выполняют нормализацию путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона для получения единых линейных уравнений наблюдения и вычисляют значения наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости; этап 5, на котором получают оценочные значения параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации посредством уравнения состояния согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущий период дискретизации; этап 6, на котором генерируют и сохраняют результаты позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации согласно оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на текущую эпоху и возвращаются на этап 1.
[0011] Причём этап 2 включает в себя этап, на котором: собирают информацию коррекции представления в пространстве состояний SSR в реальном времени по сети для получения высокоточной орбиты в реальном времени и сдвига часов в реальном времени.
[0012] Причём, если сдвиг часов приёмника, соответствующее глобальной системе позиционирования GPS, принимают в качестве эталона, то уравнения наблюдения позиционирования спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, представляют собой:
В уравнениях и – соответственно значения наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы, и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы на стороне приёмника, и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы на стороне спутника; – длина волны значений наблюдения комбинации без ионосферы, – соответствующий параметр целочисленной неоднозначности и в уравнениях – различие между аппаратными задержками псевдодальности на стороне приёмника GPS и любой из спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, то есть смещение кода; – расстояние между станцией и спутником, вычисленное согласно начальным координатам станции и спутника, l, m и n – коэффициенты линеаризации и соответственно представляют собой
[0013] Причём уравнение наблюдения представляет собой:
[0014] В уравнении обозначает скорость изменения фазы между станцией мониторинга и спутником за единицу цикла/циклов, обозначает выборочный интервал, и – скорости спутника, и – скорости станции мониторинга, обозначает скорость часов приёмника, обозначает скорость изменения тропосферы.
[0015] Причем навигационные спутники содержат, по меньшей мере, одну из спутниковых навигационных систем: глобальная система позиционирования GPS, США, Beidou, Китай, Galileo, ЕС и российская ГЛОНАСС.
[0016] Настоящая заявка предлагает систему позиционирования, которая включает в себя: устройство приёма и обработки данных наблюдения спутников, выполненное с возможностью получения данных наблюдения навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции на каждый период дискретизации и предварительной обработки данных наблюдения; устройство приёма и обработки навигационных телеграмм спутников, выполненное с возможностью соответственного получения навигационных телеграмм навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции на каждый период дискретизации и получения точной орбиты и сдвига часов навигационных спутников и точной орбиты и сдвига часов LEO-спутников дифференциальной коррекции согласно полученным навигационным телеграммам LEO-спутников дифференциальной коррекции; устройство коррекции ошибок позиционирования, выполненное с возможностью коррекции ошибок, принятых в процессе позиционирования, согласно полученным навигационным телеграммам; устройство вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости, выполненное с возможностью выполнения нормализации путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона для получения единых линейных уравнений наблюдения и вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости; устройство вычисления оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости, выполненное с возможностью получения оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости посредством уравнения состояния согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и сохранённым оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущий период дискретизации.
[0017] Устройство сохранения результатов позиционирования и измерения скорости выполнено с возможностью генерации и сохранения результатов позиционирования и измерения скорости на текущую эпоху согласно оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации.
[0018] Причём устройство приёма и обработки навигационных телеграмм спутников содержит блок приёма и обработки навигационных телеграмм навигационных спутников и блок приёма и обработки навигационных телеграмм LEO-спутников дифференциальной коррекции.
[0019] Причём устройство коррекции ошибок позиционирования содержит блок коррекции ошибок навигационных спутников и блок коррекции ошибок LEO-спутников дифференциальной коррекции.
[0020] Причём, если сдвиг часов приёмника, соответствующее глобальной системе позиционирования GPS, принимается в качестве эталона, то уравнения наблюдения позиционирования спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, представляют собой:
где и – соответственно значения наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы, и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы на стороне приёмника; и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы на стороне спутника; – длина волны значений наблюдения комбинации без ионосферы, – соответствующий параметр целочисленной неоднозначности и в уравнениях – различие между аппаратными задержками псевдодальности со стороны приёмника GPS и любой из спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, то есть смещение кода; – расстояние между станцией и спутником, вычисленное согласно начальным координатам станции и спутника, l, m и n - коэффициенты линеаризации и соответственно представляют собой
[0021] Причём уравнение наблюдения измерения скорости представляет собой:
в уравнении обозначает скорость изменения фазы между станцией мониторинга и спутником за единицу цикла/циклов, обозначает выборочный интервал, и – скорости спутника, и – скорости станции мониторинга, обозначает скорость часов приёмника, обозначает скорость изменения тропосферы.
[0022] Вариант осуществления настоящей заявки предлагает считываемый компьютером носитель для хранения, который включает в себя сохраненную программу, в которой способ позиционирования, который описан в любом из пунктов выше, исполняется при запуске программы.
[0023] Вариант осуществления настоящей заявки предлагает процессор, который выполнен с возможностью запуска программы, и способ позиционирования, который описан в любом из пунктов выше, исполняется при запуске программы.
[0024] После прочтения и понимания чертежей и подробного описания могут быть понятны другие аспекты.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0025] Чертежи используются только для иллюстрации примеров вариантов осуществления и не рассматриваются как ограничение настоящей заявки. На всех чертежах одинаковые ссылочные символы используются для обозначения одинаковых компонентов.
[0026] На чертежах:
[0027] фиг. 1 представляет блок-схему последовательности операций способа быстрого и точного позиционирования согласно варианту осуществления настоящей заявки;
[0028] фиг. 2 представляет схематическую структурную схему системы быстрого и точного позиционирования согласно варианту осуществления настоящей заявки;
[0029] фиг. 3 представляет схему последовательности операций способа быстрого и точного позиционирования согласно варианту осуществления настоящей заявки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0030] Ниже примерные варианты осуществления настоящего раскрытия будут описаны более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. Несмотря на то, что чертежи показывают примерные варианты осуществления настоящего раскрытия, следует понимать, что настоящее раскрытие может быть осуществлено в различных формах и не должно быть ограничено вариантами осуществления, изложенными здесь.
I. Единые линейные уравнения наблюдения средне-, высоко-, низкоорбитальных спутников дифференциальной коррекции, полученные нормализацией путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона
[0031] Для осуществления способа позиционирования, предложенного настоящей заявкой, сначала необходимо построить и линеаризовать единые уравнения наблюдения для средне-, высоко-, низкоорбитальных спутников дифференциальной коррекции, и приёмник получает значения наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости согласно построенным линейным уравнениям наблюдения. Причём многочастотные источники информации средне-, высоко-, низкоорбитальной группировки включают в себя многочастотные источники информации, по меньшей мере, одной из всех существующих спутниковых навигационных систем и LEO-спутниковой навигационной системы дифференциальной коррекции. Навигационные спутники и LEO-спутники дифференциальной коррекции имеют одинаковые способы позиционирования, и значения наблюдения обоих могут быть объединены для корректировочного решения. Математическая модель самих уравнений наблюдения представляет собой нелинейное уравнение, поэтому необходимо выполнять разложение в ряд Тейлора уравнения, и линейное уравнение может быть получено после отбрасывания членов второго порядка. Значения наблюдения навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции могут быть выражены в виде системы линейных уравнений положений и ошибок часов приёмника. С использованием дифференциальных значений наблюдения могут быть получены уравнения наблюдения, связанные с членом скорости станции мониторинга и скоростью изменения сдвигов часов приёмника. Путём объединения этих двух типов уравнений наблюдения может быть получена оптимальная оценка трёх параметров PVT.
[0032] Основные значения наблюдения навигационных спутников, полученные приёмником из навигационных телеграмм, включают в себя два типа псевдодальностей, ρ и фаз φ несущей во множестве точек частоты. Значения наблюдения псевдодальности и фазы от спутника s до станции a мониторинга в точке i частоты могут быть выражены в виде:
где – геометрическое расстояние между спутником и станцией мониторинга, – параметр тропосферной задержки в направлении зенита станции мониторинга, функция отображения, соответствующая , представляет собой , c - скорость света в вакууме, и – соответственно сдвиг часов спутника и сдвиг часов приёмника, , где – частота несущей в точке i – частоты, длина волны, соответствующая
[0033] В уравнении (1) параметр тропосферной задержки в зените и сдвиг часов приёмника связаны только со станцией мониторинга, сдвиг часов спутника связан только со спутником, параметр наклонной ионосферной задержки связан со станцией мониторинга и спутником, а параметры аппаратной задержки псевдодальности и фазы со стороны спутника или стороне приемника в основном связаны со станцией мониторинга, спутником, типами значений наблюдения, частотой отслеживания и т.п. соответственно.
[0034] При обработке данных навигационных спутников разные типы комбинаций значений наблюдения фазы и псевдодальности частот строятся по необходимости, причём, поскольку влияние ионосферы первого порядка исключается в комбинации без ионосферы, широко используется построение уравнений наблюдения для высокоточной обработки данных. Уравнение наблюдения может быть выражено в виде:
(2) |
где и – соответственно значения наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы, и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы со стороны приёмника, значения которых представляют собой
, | (3) |
[0035] Аппаратные задержки и значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы на стороне спутника соответственно представляют собой:
, | (4) |
где – длина волны значений наблюдения комбинации без ионосферы, – соответствующий параметр целочисленной неоднозначности, значение которого представляет собой:
[0036] Принимая во внимание корреляцию каждого параметра в уравнении (2) со станциями мониторинга, спутниками и частотами сигналов и т.д., для многосистемных наблюдений уравнение (2) может быть расширено до:
где S обозначает систему GNSS. Для навигационных спутниковых систем GPS, Galileo, QZSS, Beidou и т.п., которые используют технологию множественного доступа с кодовым разделением, частоты несущей их разных спутников являются одинаковыми, поэтому аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы несущей на стороне приёмника являются одинаковыми для всех спутников одной системы. Однако, поскольку система ГЛОНАСС использует технологию множественного доступа с частотным разделением, её соответствующие аппаратные задержки псевдодальности и фазы на стороне приёмника также связаны со спутником (частотой), и разные спутники ГЛОНАСС (частота) соответствуют разным аппаратным задержкам на стороне преемника.
[0037] Так как в PVT-модели сдвига часов навигационных спутников являются одинаковыми, и они будут компенсировать аппаратную задержку псевдодальности на стороне спутника во время оценки, а аппаратная задержка псевдодальности на стороне приёмника будет компенсироваться сдвигом часов приёмника, уравнения наблюдения в это время представляют собой:
Когда многорежимная навигационная система обрабатывается в комбинации, обычно оценивается только один параметр сдвига часов приёмника, но вышеупомянутое указывает на то, что параметр сдвига часов приёмника будет компенсировать аппаратную задержку значения наблюдения псевдодальности со стороны приёмника, и этот параметр задержки связан с частотой сигнала и навигационной системой, что, таким образом, приводит к тому, что разные системы соответствуют разным сдвигам часов приёмника. Если сдвиг часов приёмника, соответствующее системе GPS, принимается в качестве эталона, уравнения наблюдения других систем может быть переписано в виде:
. | (8) |
где – различие между аппаратными задержками псевдодальности со стороны приёмника GPS и любой из спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, то есть смещение кода. Если учитывать различие эталонов времени между разными навигационными системами, необходимо вводить дополнительный параметр постоянного смещения. Этот параметр постоянного смещения и параметр дифференциального смещения кода (DCB) будут образовывать параметр межсистемного смещения (ISB). Для навигационных систем, использующих множественный доступ с кодовым разделением, все их спутники соответствуют одним и тем же параметрам ISB, и, поскольку система ГЛОНАСС использует технологию множественного доступа с частотным разделением, её разные спутники (частоты) соответствуют разным параметрам ISB, и в это время параметры ISB представляют собой фактически комбинацию разных межсистемных смещений кода, различий эталонов времени и межчастотных смещений (IFB) разных спутников в системе ГЛОНАСС. Как и спутниковая навигационная система, группировка LEO-спутников дифференциальной коррекции имеет такую же математическую модель позиционирования, что и связанная система GNSS. Низкоорбитальная спутниковая навигационная система дифференциальной коррекции может рассматриваться как новая навигационная система, и ей только необходимо оценивать дополнительные параметры ISB.
Само уравнение наблюдения GNSS представляет собой нелинейное уравнение, а связанные способы оценки параметров, в общем, применимы к линейным системам, поэтому его необходимо раскладывать в ряд Тейлора. Уравнение наблюдения GNSS раскладывается в приблизительных координатах станции мониторинга согласно формуле Тейлора, и его члены второго порядка отбрасываются так, что линейные выражения положения и времени получаются следующим образом:
, | (9) |
где – расстояние между станцией и спутником, вычисленное согласно начальным координатам станции и спутника, l, m и n - коэффициенты линеаризации и соответственно представляют собой
[0038] В уравнении (9) только функции синхронизации и позиционирования являются полными, а уравнение наблюдения измерения скорости представляет собой:
где обозначает скорость изменения фазы между станцией мониторинга и спутником за единицу цикла/циклов, Δt обозначает выборочный интервал и и – скорости спутника, и – скорости станции мониторинга, обозначает скорость часов приёмника, обозначает скорость изменения тропосферы.
II. Построение уравнения состояния параметров позиционирования и измерения скорости с помощью алгоритма среднеквадратичной фильтрации
[0039] После выведения уравнений наблюдения положения и времени и уравнений наблюдения скорости алгоритм среднеквадратической фильтрации используется для осуществления оценки состояния параметров позиционирования и измерения скорости. За счёт добавления значений наблюдения LEO-спутников дифференциальной коррекции может быть реализована быстрая сходимость PPP и может быть получена информация параметров с более высокой точностью.
[0040] Основные этапы среднеквадратичной фильтрации информации будут представлены ниже, и е` уравнение состояния представляет собой:
где имеет априорное значение и априорную дисперсию и представляет собой параметр положения, скорости или сдвига часов, подлежащий оценке. Квадратный корень априорной дисперсии (разложение Холецкого) вычисляется для построения виртуального уравнения наблюдения:
тем самым строя виртуальное уравнение наблюдения шума состояния:
[0041] Уравнение наблюдения фильтрации представляет собой:
[0042] Согласно критерию минимальной дисперсии может быть построена функция обновления наблюдения алгоритма среднеквадратичной фильтрации информации:
[0043] Если она записана в матричной форме, то:
[0044] Путём ортогонального изменения уравнения выше может быть получено следующее:
[0045] Также возможно строить функцию обновления состояния алгоритма среднеквадратической фильтрации информации согласно критерию минимальной дисперсии:
[0046] Если она записана в матричной форме, то:
. | (11) |
[0047] При использовании средне- и высокоорбитальных источников информации для решения параметров позиционирования и измерения скорости за счёт ограничений группировки спутников точность решения и время сходимости часто не могут удовлетворять требованиям быстрого и высокоточного позиционирования. Использование позиционирования со слиянием средне-, высоко-, низкоорбитальных многочастотных источников информации может корректировать геометрическую структуру видимых спутников, достигать быстрой сходимости и тем самым улучшать точность решения позиционирования. Фиг. 1 показывает блок-схему последовательности операций способа позиционирования согласно варианту осуществления настоящей заявки. Способ может быть осуществлён системой позиционирования, которая может быть исполнена в, по меньшей мере, или программном обеспечении или аппаратном обеспечении. Причём многочастотные источники информации средне, высоко-, низкоорбитальной группировки включают в себя многочастотные источники информации, по меньшей мере, одной из всех существующих спутниковых навигационных систем и низкоорбитальной спутниковой навигационной системы дифференциальной коррекции. Как показано на фиг. 1, способ позиционирования согласно варианту осуществления настоящей заявки включает в себя этап S110 – этап S160.
[0048] На этапе S110 получают и предварительно обрабатывают данные наблюдения навигационных спутников и спутников дифференциальной коррекции LEO на текущую эпоху. Процесс представляет собой следующий этап, на котором: получают многосистемные многополосные значения наблюдения и значения наблюдения LEO-спутников дифференциальной коррекции посредством отслеживания приёмника и наблюдений и предварительно обрабатывают данные.
[0049] Причём навигационные спутники включают в себя, по меньшей мере, одну из спутниковых навигационных систем: GPS, США, Beidou, Китай, Galileo, ЕС и российская ГЛОНАСС.
[0050] На этапе S120 получают навигационные телеграммы навигационных спутников и спутников дифференциальной коррекции LEO и одновременно получают точные орбиты и сдвиг часов навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции согласно полученным навигационным телеграммам LEO-спутников дифференциальной коррекции. Процесс представляет собой этап, на котором: получают навигационные телеграммы навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции и используют число орбит и коэффициенты сдвига часов, обеспеченные навигационными телеграммами, для интерполяции для получения положения спутника и сдвига часов спутника в текущий момент времени. Причём, поскольку LEO-спутники дифференциальной коррекции имеют характеристики, отличные от навигационных спутников, навигационные телеграммы LEO-спутников дифференциальной коррекции отличны от навигационных телеграмм навигационных спутников. Например, навигационные телеграммы LEO-спутников дифференциальной коррекции имеют больше типов параметров. В связи с этим вычисление орбит и сдвигов часов LEO-спутников дифференциальной коррекции также отличается от вычисления орбит и сдвигов часов навигационных спутников. Например, по сравнению с вычислением орбит навигационных спутников в вычислении орбит LEO-спутников дифференциальной коррекции необходимо учитывать больше факторов возмущений. Поскольку точность орбит и сдвигов часов LEO-спутников дифференциальной коррекции и навигационных спутников, представленные широковещательными эфемеридами, как правило, не могут удовлетворять требованиям высокоточного позиционирования. В варианте осуществления для того, чтобы получать орбиты в реальном времени и сдвиг часов в реальном времени с высокой точностью, информация коррекции представления в пространстве состояний (SSR) может быть принята в реальном времени по сети.
[0051] На этапе S130 ошибки, принятые в процессе позиционирования, корректируют согласно полученным навигационным телеграммам.
[0052] Ошибки, которые могут быть скорректированы с помощью модели ошибок, корректируют на этапе 130 и затем ошибки, которые не могут быть скорректированы с помощью модели ошибок, корректируют посредством вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости на этапе S140 и оценки параметров позиционирования и измерения скорости на этапе S150. Для LEO-спутников дифференциальной коррекции и навигационных спутников некоторые ошибки различаются, и ошибки необходимо корректировать соответственно согласно разным спутниковым навигационным системам.
[0053] В процессе позиционирования результат позиционирования часто подвергается влиянию множества составляющих ошибок, и ослабление влияния каждой ошибки представляет собой основу для получения результатов высокоточного позиционирования. Согласно корреляции эти ошибки могут быть подразделены на ошибки, связанные со станциями мониторинга, ошибки, связанные со спутниками, и ошибки, связанные с распространением сигналов спутников. Обычно используемые способы для ослабления влияния ошибок позиционирования включают в себя коррекцию модели и оценку параметров. Для некоторых составляющих ошибок, физические характеристики которых были понятны, их влияния могут быть точно исключены путём использования формул коррекции, таких как релятивистские эффекты, эффекты вращения земли и т.д.; для некоторых составляющих ошибок, которые могут быть подогнаны под модель, их влияния могут быть исключены путём использования значений модели, полученных моделью подгонки, таких как поправка на приливы твердой земли, тропосферная поправка и т.д.; и для некоторых других составляющих ошибки с неизвестными физическими характеристиками и плохой подгонкой модели способы оценки параметров могут быть использованы для исключения их влияния на позиционирование, таких как сдвигов часов приёмника и т.д.
[0054] На этапе S140 вычисляют значения наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости согласно единым линейным уравнениям наблюдения, полученным нормализацией путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона. Процесс выглядит следующим образом: согласно полученным данным наблюдения и навигационным телеграммам вычисляют положение приёмника посредством вышеприведенной формулы (9), и одновременно также может быть вычислен сдвиг часов приёмника; скорость приёмника также может быть вычислена посредством вышеприведенной формулы (10).
[0055] На этапе S150 согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущем периоде дискретизации оценивают параметры позиционирования и измерения скорости на настоящий период дискретизации посредством уравнения состояния для получения оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости на настоящий период дискретизации. Процесс выглядит следующим образом: согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущий период дискретизации вычисляют оценочные значения параметров позиционирования и измерения скорости на настоящий период дискретизации посредством вышеприведенной формулы (11) и сохраняют вычисленные оценочные значения параметров позиционирования и измерения скорости.
На этапе S160 согласно оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации генерируют и сохраняют результаты позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации, и обработка возвращается на этап S110.
[0056] Фиг. 2 показывает систему позиционирования согласно варианту осуществления настоящей заявки. Причём многочастотные источники информации средне, высоко-, низкоорбитальной группировки включают в себя многочастотные источники информации, по меньшей мере, одной из всех существующих спутниковых навигационных систем и низкоорбитальной спутниковой навигационной системы дифференциальной коррекции.
[0057] Как показано на фиг. 2, система позиционирования согласно варианту осуществления настоящей заявки включает в себя: устройство 11 приёма и обработки данных наблюдения спутников, устройство 12 приёма и обработки навигационных телеграмм спутников, устройство 13 коррекции ошибок позиционирования, устройство 14 вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости, устройство 15 вычисления оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости и устройство 16 сохранения результатов позиционирования и измерения скорости.
[0058] Причём устройство 11 приёма и обработки данных наблюдения спутников выполнено с возможностью получения данных наблюдения навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции на каждый период дискретизации и предварительной обработки данных.
[0059] Устройство 12 приёма и обработки навигационных телеграмм спутников выполнено с возможностью получения навигационных телеграмм навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции на каждый период дискретизации и одновременного получения точной орбиты и сдвига часов навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции согласно полученным навигационным телеграммам спутников дифференциальной коррекции LEO. В варианте осуществления устройство 12 приёма и обработки навигационных телеграмм спутников включает в себя блок приёма и обработки навигационных телеграмм навигационных спутников и блок приёма и обработки навигационных телеграмм LEO-спутников дифференциальной коррекции.
[0060] Устройство 13 коррекции ошибок позиционирования выполнено с возможностью коррекции ошибок, принятых в процессе позиционирования, согласно полученным навигационным телеграммам. В варианте осуществления устройство 13 коррекции ошибок позиционирования включает в себя блок коррекции ошибок навигационных спутников и блок коррекции ошибок LEO-спутников дифференциальной коррекции.
[0061] Устройство 14 вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости выполнено с возможностью выполнения нормализации путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона для получения единых линейных уравнений наблюдения и вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости согласно единым линейным уравнениям наблюдения.
[0062] Устройство 15 вычисления оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости выполнено с возможностью оценки параметров позиционирования и измерения скорости на настоящий период дискретизации согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и сохранённым оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущий период дискретизации для получения оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации посредством уравнения состояния.
[0063] Устройство 16 сохранения результатов позиционирования и измерения скорости выполнено с возможностью генерации и сохранения результатов позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации согласно оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на текущую эпоху.
[0064] Фиг. 3 представляет схематическое изображение принципа работы способа быстрого и точного позиционирования, предложенного вариантом осуществления настоящей заявки. Причём осуществление способа позиционирования может включать в себя группировку навигационных спутников, LEO-группировки, наземную систему эксплуатации и управления и приёмник пользователя. Причём: группировка навигационных спутников включает в себя, по меньшей мере, одну из спутниковых навигационных систем: GPS, США, Beidou, Китай, Galileo, ЕС и российская ГЛОНАСС и выполнена с возможностью передачи сигналов навигационных спутников. LEO-группировка включает в себя множество LEO-спутников, распределенных на множестве орбитальных плоскостей, и множество LEO-спутников передаёт прямые сигналы навигации на основе высокоточных эталонов времени и частоты через конкретные полосы частот для обеспечения стабильного покрытия мира или конкретных зон обслуживания, и выполнена с возможностью передачи прямых сигналов навигации и информации дифференциальной коррекции навигации. Наземная система эксплуатации и управления выполняет экономическое вычисление и обработку и управляет и контролирует спутники и группировки. Приёмник пользователя принимает прямые сигналы навигации, передаваемые навигационными спутниками и LEO-спутниками, а также информацию дифференциальной коррекции навигации, передаваемую LEO-спутниками, и выполняет точное позиционирование, измерение скорости и синхронизацию на основе прямых сигналов навигации от навигационных спутников и LEO-спутников и информации дифференциальной коррекции навигации.
Claims (37)
1. Способ быстрого и точного позиционирования, включающий в себя
этап, на котором получают данные наблюдения навигационных спутников и спутников дифференциальной коррекции на низкой околоземной орбите (LEO) на текущий период дискретизации и предварительно обрабатывают данные наблюдения,
этап 2, на котором соответственно получают навигационные телеграммы навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции и получают точную орбиту и сдвиг часов навигационных спутников и точную орбиту и сдвиг часов LEO-спутников дифференциальной коррекции согласно полученным навигационным телеграммам спутников дифференциальной коррекции LEO,
этап 3, на котором корректируют ошибки, принятые в процессе позиционирования, согласно полученным навигационным телеграммам,
этап 4, на котором выполняют нормализацию путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона для получения единых линейных уравнений наблюдения и вычисляют значения наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости,
этап 5, на котором получают оценочные значения параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации посредством уравнения состояния согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущий период дискретизации,
этап 6, на котором генерируют и сохраняют результаты позиционирования и измерения скорости на текущую эпоху согласно оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации и возвращаются на этап 1.
2. Способ позиционирования по п. 1, в котором единые линейные уравнения наблюдения содержат уравнения наблюдения позиционирования, и если сдвиг часов приёмника, соответствующий глобальной системе позиционирования GPS, принимают в качестве эталона, то уравнения наблюдения позиционирования спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, представляют собой:
где и – соответственно значения наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы, и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы со стороны приёмника, и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы на стороне спутника; – длина волны значений наблюдения комбинации без ионосферы, – соответствующий параметр целочисленной неоднозначности, и в уравнениях – различие между аппаратными задержками псевдодальности на стороне приёмника GPS и любой из спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, то есть смещение кода; – расстояние между станцией и спутником, вычисленное согласно начальным координатам станции и спутника, l, m и n – коэффициенты линеаризации и соответственно представляют собой
3. Способ позиционирования по п. 2, в котором единые линейные уравнения наблюдения содержат уравнение наблюдения измерения скорости, которое представляет собой:
4. Способ позиционирования по п. 2, в котором навигационные спутники содержат, по меньшей мере, одну из спутниковых навигационных систем: глобальная система позиционирования GPS, США, Beidou, Китай, Galileo, ЕС и российская ГЛОНАСС.
5. Система быстрого и точного позиционирования, содержащая
устройство приёма и обработки данных наблюдения спутников, выполненное с возможностью получения данных наблюдения навигационных спутников и спутников дифференциальной коррекции на низкой околоземной орбите (LEO) на каждый период дискретизации и предварительной обработки данных наблюдения;
устройство приёма и обработки навигационных телеграмм спутников, выполненное с возможностью соответственного получения навигационных телеграмм навигационных спутников и LEO-спутников дифференциальной коррекции на каждый период дискретизации и получения точной орбиты и сдвига часов навигационных спутников и точной орбиты и сдвига часов LEO-спутников дифференциальной коррекции согласно полученным навигационным телеграммам LEO-спутников дифференциальной коррекции,
устройство коррекции ошибок позиционирования, выполненное с возможностью коррекции ошибок, принятых в процессе позиционирования, согласно полученным навигационным телеграммам,
устройство вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости, выполненное с возможностью выполнения нормализации путём принятия типа спутниковой навигационной системы в качестве эталона для получения единых линейных уравнений наблюдения и вычисления значений наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости,
устройство вычисления оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости, выполненное с возможностью получения оценочных значений параметров позиционирования и измерения скорости на текущую эпоху посредством уравнения состояния согласно вычисленным значениям наблюдения параметров позиционирования и измерения скорости и сохранённым оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на предыдущий период дискретизации,
устройство сохранения результатов позиционирования и измерения скорости, выполненное с возможностью генерации и сохранения результатов позиционирования и измерения скорости на текущую эпоху согласно оценочным значениям параметров позиционирования и измерения скорости на текущий период дискретизации.
6. Система позиционирования по п. 5, в которой устройство приёма и обработки навигационных телеграмм спутников содержит блок приёма и обработки навигационных телеграмм навигационных спутников и блок приёма и обработки навигационных телеграмм LEO-спутников дифференциальной коррекции.
7. Система позиционирования по п. 5, в которой устройство коррекции ошибок позиционирования содержит блок коррекции ошибок навигационных спутников и блок коррекции ошибок LEO-спутников дифференциальной коррекции.
8. Система позиционирования по п. 5, в которой единые линейные уравнения наблюдения содержат уравнения наблюдения позиционирования, и если сдвиг часов приёмника, соответствующий глобальной системе позиционирования GPS, принимается в качестве эталона, то уравнения наблюдения позиционирования спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, представляют собой:
где и – соответственно значения наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы, и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы со стороны приёмника; и – соответственно аппаратные задержки значений наблюдения псевдодальности и фазы комбинации без ионосферы на стороне спутника; – длина волны значений наблюдения комбинации без ионосферы, – соответствующий параметр целочисленной неоднозначности и в уравнениях – различие между аппаратными задержками псевдодальности на стороне приемника GPS и любой из спутниковых навигационных систем, отличных от GPS, то есть смещение кода; – расстояние между станцией и спутником, вычисленное согласно начальным координатам станции и спутника, l, m и n - коэффициенты линеаризации и соответственно представляют собой
9. Система позиционирования по п. 8, в которой единые линейные уравнения наблюдения содержат уравнение наблюдения измерения скорости, которое представляет собой:
10. Считываемый компьютером носитель для хранения, который содержит сохранённую программу, в которой способ по любому одному из пп. 1-4 исполняется при запуске программы.
11. Процессор, который выполнен с возможностью запуска программы, и способ по любому одному из пп. 1-4 исполняется при запуске программы.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810566043.4A CN109001786B (zh) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | 一种基于导航卫星和低轨增强卫星的定位方法和系统 |
CN201810566043.4 | 2018-06-04 | ||
PCT/CN2018/117070 WO2019233045A1 (zh) | 2018-06-04 | 2018-11-23 | 一种快速精密定位方法和系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749667C1 true RU2749667C1 (ru) | 2021-06-16 |
Family
ID=64574307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139312A RU2749667C1 (ru) | 2018-06-04 | 2018-11-23 | Способ и система быстрого и точного позиционирования |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11726213B2 (ru) |
EP (1) | EP3805804A4 (ru) |
JP (1) | JP7122023B2 (ru) |
KR (1) | KR102547522B1 (ru) |
CN (1) | CN109001786B (ru) |
AU (1) | AU2018426890B2 (ru) |
CA (1) | CA3102481C (ru) |
RU (1) | RU2749667C1 (ru) |
WO (1) | WO2019233045A1 (ru) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109520512A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 上海海积信息科技股份有限公司 | 一种卫星精密定轨方法及装置 |
CN109752747B (zh) * | 2019-01-16 | 2023-01-17 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 差分数据确定方法、装置、服务器及存储介质 |
CN109856656B (zh) * | 2019-02-14 | 2022-10-28 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 一种导航定位方法、装置、电子设备及存储介质 |
CN110118978B (zh) * | 2019-04-15 | 2020-05-19 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 基于低轨卫星的导航抗干扰系统及导航抗干扰方法 |
CN110187364B (zh) * | 2019-06-14 | 2023-06-09 | 火眼位置数智科技服务有限公司 | 一种低轨导航增强精密改正数据生成、上注系统及方法 |
CN111045042B (zh) * | 2019-12-20 | 2022-03-04 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于“云-端”架构的ppp-rtk增强方法与系统 |
CN111045066A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 威海欧瑞亚信息科技有限公司 | 一种基于参数等价约化原理确定gnss位置变化的方法 |
CN113805204B (zh) * | 2020-06-16 | 2023-07-25 | 千寻位置网络有限公司 | 接收机dcb的更新方法及其装置 |
CN111947667B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-08-12 | 火眼位置数智科技服务有限公司 | 一种基于运动学和动力学组合的低轨卫星实时高精度定轨方法 |
US11742933B1 (en) * | 2020-07-31 | 2023-08-29 | Amazon Technologies, Inc. | Antenna control using real-time sensor fusion |
CN112327341B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-07-14 | 北京航空航天大学 | 一种通过网络辅助gnss终端实现亚米级定位的方法 |
CN112462396B (zh) * | 2020-11-20 | 2023-06-16 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 一种高采样率导航卫星钟差的实时并行确定方法 |
CN112612043A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-06 | 国网四川省电力公司信息通信公司 | 一种高速无线通信与导航定位融合的区域增强系统及方法 |
CN113504557B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-05-23 | 北京建筑大学 | 面向实时应用的gps频间钟差新预报方法 |
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 |
CN115542354A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-12-30 | 博通集成电路(上海)股份有限公司 | 计算接收机位置-速度-时间结果的装置和方法 |
CN113641949B (zh) * | 2021-08-05 | 2023-03-28 | 中国西安卫星测控中心 | 一种地球同步转移段轨道根数高精度拟合方法 |
CN113687402B (zh) * | 2021-09-07 | 2024-03-19 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种顾及卫星轨道误差的低轨导航增强实时定位方法 |
CN113884704B (zh) * | 2021-09-23 | 2023-07-14 | 中国人民解放军63620部队 | 运载火箭多源多类测量数据速度基准高精度对齐方法 |
CN114594507B (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-29 | 长安大学 | 一种融合K-means和KNN的GNSS数据质量综合评估方法 |
CN115276769A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-01 | 福建鼎旸信息科技股份有限公司 | 一种卫星数据精准播发与服务覆盖方法及系统 |
CN115407367B (zh) * | 2022-08-17 | 2023-04-07 | 南京信息工程大学 | 一种混合星座卫星导航定位精度衰减因子估计方法 |
CN115657085B (zh) * | 2022-09-21 | 2024-04-16 | 北京跟踪与通信技术研究所 | 多通道抗干扰装置及信号处理方法 |
CN116299618B (zh) * | 2023-03-24 | 2024-03-19 | 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 | 基于ppp解算参数的载波相位卫星共视时间传递方法 |
CN116973948B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-02-23 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种混合类型卫星导航接收机偏差精准处理方法和系统 |
CN117148394B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-02 | 北京凯芯微科技有限公司 | 一种卫星筛选方法 |
CN117492054B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-04-09 | 武汉理工大学 | 区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181490C2 (ru) * | 1995-10-24 | 2002-04-20 | Интернэшнл Мобайл Сэтеллайт Организейшн | Устройство и способ спутникового радиоопределения |
RU2428714C2 (ru) * | 2006-05-18 | 2011-09-10 | Дзе Боинг Компани | Универсальная высокоэффективная навигационная система |
US20130065514A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | The Boeing Company | Advanced Timing and Time Transfer for Satellite Constellations Using Crosslink Ranging and an Accurate Time Source |
WO2013122497A1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Veitsel Vladimir Viktorovich | Improving a positioning quality of a global navigation satellite system receivers |
CN105158780A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-12-16 | 北京跟踪与通信技术研究所 | 一种基于多种导航卫星可互换的导航定位方法 |
US20160011318A1 (en) * | 2014-02-26 | 2016-01-14 | Clark Emerson Cohen | Performance and Cost Global Navigation Satellite System Architecture |
CN106569241A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-04-19 | 北京航空航天大学 | 一种基于gnss的单频高精度定位方法 |
CN107229061A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-10-03 | 武汉大学 | 一种基于低轨卫星的星地差分实时精密定位方法 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0968577B1 (en) * | 1997-03-21 | 2009-09-23 | The Board of Trustees of The Leland S. Stanford Junior University | A system using leo satellites for centimeter-level navigation |
US6480788B2 (en) * | 1999-07-12 | 2002-11-12 | Eagle-Eye, Inc. | System and method for fast acquisition reporting using communication satellite range measurement |
US20040143392A1 (en) * | 1999-07-12 | 2004-07-22 | Skybitz, Inc. | System and method for fast acquisition reporting using communication satellite range measurement |
US6560536B1 (en) * | 1999-07-12 | 2003-05-06 | Eagle-Eye, Inc. | System and method for rapid telepositioning |
US6725158B1 (en) * | 1999-07-12 | 2004-04-20 | Skybitz, Inc. | System and method for fast acquisition reporting using communication satellite range measurement |
CA2553959C (en) * | 2004-01-15 | 2011-05-03 | The Boeing Company | Methods and systems for enhanced navigational performance |
KR100685780B1 (ko) * | 2004-11-04 | 2007-02-22 | 한국전자통신연구원 | 이온층 오차 보정 방법과 그를 이용한 정밀 궤도 결정시스템 및 그 방법 |
US7583225B2 (en) * | 2006-05-18 | 2009-09-01 | The Boeing Company | Low earth orbit satellite data uplink |
US7969352B2 (en) * | 2008-01-08 | 2011-06-28 | The Boeing Company | Global positioning system accuracy enhancement |
US8260551B2 (en) * | 2008-01-10 | 2012-09-04 | Trimble Navigation Limited | System and method for refining a position estimate of a low earth orbiting satellite |
US9121932B2 (en) * | 2008-01-10 | 2015-09-01 | Trimble Navigation Limited | Refining a position estimate of a low earth orbiting satellite |
EP3014298A1 (en) | 2013-06-27 | 2016-05-04 | Trimble Navigation Limited | Refining a position estimate of a low earth orbiting satellite |
WO2015131064A1 (en) | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Hemisphere Gnss Inc. | Locally enhanced gnss wide-area augmentation system |
CN106443739B (zh) * | 2016-09-09 | 2019-03-01 | 清华大学 | 辅助增强导航方法及设备 |
CN106646564B (zh) * | 2016-10-31 | 2019-10-29 | 电子科技大学 | 一种基于低轨卫星增强导航方法 |
CN107153209B (zh) * | 2017-07-06 | 2019-07-30 | 武汉大学 | 一种短弧段低轨导航卫星实时精密定轨方法 |
CN107390233B (zh) * | 2017-07-18 | 2020-04-17 | 武汉大学 | 一种低轨卫星导航增强电离层延迟改正参数方法 |
CN109001763B (zh) * | 2018-06-04 | 2020-06-30 | 北京未来导航科技有限公司 | 一种基于低轨星座的导航增强方法及系统 |
CN108415050B (zh) * | 2018-06-04 | 2020-05-26 | 北京未来导航科技有限公司 | 一种基于低轨星座导航增强系统的ppp-rtk定位方法 |
US11513232B2 (en) * | 2019-05-28 | 2022-11-29 | Xona Space Systems Inc. | Satellite for broadcasting high precision data |
US11681052B2 (en) * | 2020-01-07 | 2023-06-20 | All. Space Networks Limited | Non-cooperative position, navigation, and timing extraction from VSAT communications signals using multi-beam phased array antenna |
-
2018
- 2018-06-04 CN CN201810566043.4A patent/CN109001786B/zh active Active
- 2018-11-23 KR KR1020207035116A patent/KR102547522B1/ko active IP Right Grant
- 2018-11-23 JP JP2020568476A patent/JP7122023B2/ja active Active
- 2018-11-23 AU AU2018426890A patent/AU2018426890B2/en active Active
- 2018-11-23 WO PCT/CN2018/117070 patent/WO2019233045A1/zh unknown
- 2018-11-23 RU RU2020139312A patent/RU2749667C1/ru active
- 2018-11-23 US US15/734,446 patent/US11726213B2/en active Active
- 2018-11-23 CA CA3102481A patent/CA3102481C/en active Active
- 2018-11-23 EP EP18921490.1A patent/EP3805804A4/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181490C2 (ru) * | 1995-10-24 | 2002-04-20 | Интернэшнл Мобайл Сэтеллайт Организейшн | Устройство и способ спутникового радиоопределения |
RU2428714C2 (ru) * | 2006-05-18 | 2011-09-10 | Дзе Боинг Компани | Универсальная высокоэффективная навигационная система |
US20130065514A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | The Boeing Company | Advanced Timing and Time Transfer for Satellite Constellations Using Crosslink Ranging and an Accurate Time Source |
WO2013122497A1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Veitsel Vladimir Viktorovich | Improving a positioning quality of a global navigation satellite system receivers |
US20160011318A1 (en) * | 2014-02-26 | 2016-01-14 | Clark Emerson Cohen | Performance and Cost Global Navigation Satellite System Architecture |
CN105158780A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-12-16 | 北京跟踪与通信技术研究所 | 一种基于多种导航卫星可互换的导航定位方法 |
CN106569241A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-04-19 | 北京航空航天大学 | 一种基于gnss的单频高精度定位方法 |
CN107229061A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-10-03 | 武汉大学 | 一种基于低轨卫星的星地差分实时精密定位方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7122023B2 (ja) | 2022-08-19 |
AU2018426890B2 (en) | 2021-09-23 |
US20210223405A1 (en) | 2021-07-22 |
EP3805804A4 (en) | 2021-09-22 |
CA3102481A1 (en) | 2019-12-12 |
CN109001786B (zh) | 2020-06-16 |
WO2019233045A1 (zh) | 2019-12-12 |
JP2021526217A (ja) | 2021-09-30 |
CA3102481C (en) | 2024-01-09 |
EP3805804A1 (en) | 2021-04-14 |
CN109001786A (zh) | 2018-12-14 |
US11726213B2 (en) | 2023-08-15 |
KR20210008384A (ko) | 2021-01-21 |
KR102547522B1 (ko) | 2023-06-23 |
AU2018426890A1 (en) | 2020-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2749667C1 (ru) | Способ и система быстрого и точного позиционирования | |
RU2759392C1 (ru) | Способ позиционирования и устройство позиционирования высокой точности - кинематики в реальном времени (ppp-rtk) | |
RU2752827C1 (ru) | Способ и система дифференциальной коррекции навигации | |
US10281587B2 (en) | Navigation satellite system positioning involving the generation of correction information | |
EP2673658B1 (en) | Method and system for determining clock corrections | |
Geng et al. | Triple-frequency GPS precise point positioning with rapid ambiguity resolution | |
CN111045034B (zh) | 基于广播星历的gnss多系统实时精密时间传递方法及系统 | |
US10739471B2 (en) | GNSS receiver with a capability to resolve ambiguities using an uncombined formulation | |
US20080303713A1 (en) | Navigational positioning without timing information | |
EP3901667A1 (en) | Gnss receiver adapted to produce, use, and communicate software-generated satellite signal data | |
Glocker et al. | Global precise multi-GNSS positioning with trimble centerpoint RTX | |
CN110824505B (zh) | Gnss卫星接收机的偏差估计方法及系统、定位方法及终端 | |
CN108535749B (zh) | 基于cors的定位增强方法及系统、定位系统 | |
US10534087B1 (en) | Differential vector phase locked loop GPS reception method | |
CN111983641A (zh) | 一种用于实时生成北斗星基增强系统完好性参数的方法 | |
CN110568464A (zh) | 基于bds/gnss多模芯片的精密定位方法及装置 | |
Liu et al. | A new method to improve the performance of multi-GNSS pseudorange positioning in signal-degraded environment | |
CN116893433B (zh) | 一种实现跟踪站观测值预测的方法及装置 | |
CN110824521B (zh) | Gnss卫星定位方法及系统、定位终端 | |
Mervart et al. | New Multi-Constellation, Multi-Frequency PPP-AR Service–Design Considerations and Operational Results | |
Verma | Smoothing Filters With Extended Kalman Filter In Single Frequency IRNSS Receiver For High Position Accuracy | |
Wang | In-Receiver Analysis and Estimation of GNSS Biases | |
KR100801347B1 (ko) | 이동 단말기의 위성 기반 위치 확인 방법 및 장치 |