【技术实现步骤摘要】
一种基于精密单点定位技术的探空方法、装置和设备
[0001]本申请无线电探空领域,尤其涉及一种基于精密单点定位技术的探空方法、装置和设备。
技术介绍
[0002]目前,高空大气探测温度、湿度、气压、风速、风向等气象要素是气象、农业、军事等领域进行气象预报、监测、治理的重要基础。传统的探测方法只能获取本地较低边界层的数据,而采用有人机或无人机搭载气象探测设备的方式灵活、获取范围广泛、投放精准、测量位置精度高。卫星导航测风型探空仪是主流的一种选择,该探空仪测量准确性高、成本低。
[0003]高空探测技术需要较高的卫星导航定位精度,通常采用轨迹法,该方法根据随气流飘动的下投探空仪在空中运动的轨迹,测定出风向和风速,依据下投探空仪的位置信息采用卫星导航定位技术获取。为了提高卫星导航定位精度,通常采用差分定位技术,利用两个或多个接收机同步观测相同的卫星,利用误差对两个接收机影响的相似性,得到较高精度的定位结果。一般是将GNSS基准接收机安置在基准点上进行观测,根据已知基准点的精密坐标计算出位置坐标、距离或相位改正数,并由基准站或数据中心通过数据链实时将改正数据发送给另一个用户接收机,从而改正其定位结果,提高定位精度。由于基于有人机或无人机下投探空仪进行高空气象探测的过程中,投放点距离飞机起飞点水平距离上百公里或者上千公里,差分定位基准站与探空仪相距超过20km范围,位置解算精度降低较快。在探测任务半径较大时,一般超过20km,差分定位同样存在与传统的单点定位测量精度不足的问题。如何提供较高精度的卫星导航定位精度是目前亟 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于精密单点定位技术的探空方法,其特征在于,所述方法包括:预先在下投式探空仪中的精密单点定位模块注入卫星星历数据;搭载所述下投式探空仪的飞行器在航空状态、以及下投过程中,执行以下步骤:所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取原始观测数据,并基于所述卫星星历数据和所述原始观测数据建立第一预设模型;所述精密单点定位模块通过无线电信号获取导航卫星广播的改正数信息,并基于所述改正数信息、所述第一预设模型和第二预设模型对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行误差修正,得到精密定位数据,所述改正数信息中的改正项包括对流层延迟误差、地球固体潮误差、地球自转改正和相对论效应改正;所述精密单点定位模块对所述精密定位数据进行风场反演计算,得到风速和风向。2.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法,其特征在于,所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取原始观测数据,并基于所述卫星星历数据和所述原始观测数据建立第一预设模型,具体包括:利用卫星播发的精密轨道和钟差实时改正等卫星星历数据,以及下投式探空仪卫星接收机模块采集的非差载波相位观测数据和非差伪距观测数据,建立非差伪距观测模型和非差载波相位观测模型:差载波相位观测模型:其中,s是卫星标识,k是接收机标识,φ是载波相位观测值,λ是波长,f是信号频率,C是真空中光速,ρ是非差码伪距观测值,R是卫地几何距离,T是信号路径上的对流层延迟,η=40.28TEC,TEC是信号传播路径上的总电子含量,0是卫星轨道误差,t是潮汐效应,dt是接收机钟差,dT是卫星钟差,r是相对论效应,m是载波相位多路径效应,ε是观测噪声。预先在下投式探空仪中的精密单点定位模块注入卫星星历数据;具体包括:采用预先注入的方式,传输到下投式探空仪中的精密单点定位模块内;传输的方式可以采用无线传输,或有线传输的方式。3.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法,其特征在于,所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取卫星改正数,对星历和原始观测量进行误差修正,获取精密定位数据,完成连续精密定位,具体包括:所述精密单点定位模块通过无线电信号直接获取导航卫星广播的改正数;通过对模型进行参数改正的方法获取高精度的定位结果;下投探空仪内置的精密单点定位模块在精密定位修正过程中的改正项包括卫星钟差改正、轨道改正、对流层延迟误差、地球固体潮误差、地球自转改正,相对论效应改正等各种误差的改正。4.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法,其特征在于,对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行改正项中的对流层延迟误差修正,具体包括:对流层延迟是指电磁波信号在通过高度为50km以下的未被电离的中性大气层时所产生的信号延迟;
基于对流层天顶延迟和投影函数,引入对流层天顶待估参数,采用对流层延迟误差改正模型进行修正,以减少对流层延迟误差;其中,Z
k
是对流层天顶延迟,是对流层天顶延迟换算到信号路径上延迟的投影函数,是卫星相对接收机的高度角。5.根据权利要求1所述的基于精密单点定位...
【专利技术属性】
技术研发人员:邹晓亮,赵金贤,陈书驰,郭飞,鱼蒙,郭振杰,黄晓杰,彭文武,张亚乾,武云东,
申请(专利权)人:航天新气象科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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