一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法，取上一历元对流层先验信息及当前历元对流层实测DOP值，若测站数据均连续，当前对流层先验信息为上一历元对流层先验信息，否则向前搜索新对流层参数先验信息并与没有数据中断的测站数据构成上一历元对流层先验信息，搜索前N个历元的DOP值构建线性图表，预报当前历元预测DOP值，当ratio大于约束值则采用预测DOP值为DOP值，否则采用实测DOP值为DOP值，对上一历元对流层先验信息和DOP值进行实时序贯最小二乘计算，得到实时卫星钟差。本发明专利技术控制对流层参数错误初始化并控制DOP值跳跃，防止误差积累，提高钟差解算精度，避免法方程病态，对流层参数精度更加平稳。

A real-time measurement method of satellite clock error based on tropospheric prior information constraint

The present invention relates to a real-time measurement method of satellite clock difference based on tropospheric prior information constraints, taking the prior information of the troposphere and the measured DOP value of the current epoch troposphere. If the data of the station are continuous, the current tropospheric prior information is the prior information of the upper troposphere, otherwise the new tropospheric parameters are first searched. The information is tested and the prior information of the upper troposphere is formed with the data from the station without data interruption. The DOP value of N epochs before the search is constructed to predict the DOP value of the current calendar. When the ratio is greater than the constraint value, the predicted DOP value is DOP value, otherwise the measured DOP value is DOP value and the prior epoch tropospheric prior letter is used. Real time sequential least squares calculation is used to get real-time satellite clock error and DOP value. The invention controls the error initialization of the troposphere and controls the DOP value jump, prevents the error accumulation, improves the accuracy of the clock difference solution, avoids the morbid state of the normal equation, and the troposphere parameter precision is more stable.

【技术实现步骤摘要】
一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法
本专利技术属于无线电定向；无线电导航；采用无线电波测距或测速；采用无线电波的反射或再辐射的定位或存在检测；采用其他波的类似装置的
，特别涉及一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法。
技术介绍
钟差在GNSS定位系统中是一个非常重要的概念，它直接影响到GNSS定位系统的精度，当卫星钟差无法被准确获知时，将影响到整体的定位系统的正常工作。在现有技术中，卫星钟差的实时估计不可避免的受到各个测站对流层延迟的影响，一般认为模型改正只能改掉干分量的影响，而无法准确修正湿分量延迟，其斜路径延迟残余部分影响甚至会超过1米，大大影响卫星钟差实时估计的精度，造成播发的SSR改正信息钟差精度下降，导致定位服务性能下降。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种优化的基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：获取上一历元的对流层的先验信息及当前历元对流层的实测DOP值DOPreal；步骤2：检测上一历元的对流层的先验信息所涉及的所有测站数据；若所有测站数据均为连续值，则进行步骤3，否则，进行步骤4；步骤3：当前对流层先验信息为上一历元的对流层的先验信息；进行步骤5；步骤4：任一测站数据不连续，则当前测站向前搜索新对流层参数的先验信息，所有的新对流层参数的先验信息与没有数据中断的测站数据结合，构成上一历元的对流层的先验信息；步骤5：搜索当前历元前的N个历元的DOP值信息，构建线性图表，预报当前历元的预测DOP值DOPpred；步骤6：计算当ratio大于约束值ε，则采用预测DOP值DOPpred为当前历元对流层的DOP值，否则，采用当前历元对流层的实测DOP值DOPreal为当前历元对流层的DOP值；其中，0≤ε≤1；步骤7：对上一历元的对流层的先验信息和当前历元对流层的DOP值进行实时序贯最小二乘计算，得到实时卫星钟差；结束。优选地，所述步骤5中，N∈[0,10]。优选地，所述步骤6中，ε为0.3。本专利技术提供了一种优化的基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法，通过采用若干历元对流层参数估计作为先验信息，充分利用对流层参数先验信息和相应的随机模型，可以控制对流层参数的错误初始化并可控制DOP值的跳跃现象，防止对流层误差的积累，提高钟差解算精度，也可避免因钟差参数和对流层参数之间相关性较强而引起的法方程病态，在对流层先验信息的约束下，实时卫星钟差估计中的对流层参数内符合精度更加平稳。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术涉及一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法，所述方法包括以下步骤。步骤1：获取上一历元的对流层的先验信息及当前历元对流层的实测DOP值DOPreal。步骤2：检测上一历元的对流层的先验信息所涉及的所有测站数据；若所有测站数据均为连续值，则进行步骤3，否则，进行步骤4。步骤3：当前对流层先验信息为上一历元的对流层的先验信息；进行步骤5。步骤4：任一测站数据不连续，则当前测站向前搜索新对流层参数的先验信息，所有的新对流层参数的先验信息与没有数据中断的测站数据结合，构成上一历元的对流层的先验信息；此处，结合意为把所有的新对流层参数的先验信息矩阵加入到没有数据中断的测站数据信息矩阵里，形成新的对流层先验信息矩阵。步骤5：搜索当前历元前的N个历元的DOP值信息，构建线性图表，预报当前历元的预测DOP值DOPpred。所述步骤5中，N∈[0,10]。本专利技术中，N的取值范围表示的意思是搜索当前历元前0～10个历元的DOP值信息。步骤6：计算当ratio大于约束值ε，则采用预测DOP值DOPpred为当前历元对流层的DOP值，否则，采用当前历元对流层的实测DOP值DOPreal为当前历元对流层的DOP值；其中，0≤ε≤1。所述步骤6中，ε为0.3。步骤7：对上一历元的对流层的先验信息和当前历元对流层的DOP值进行实时序贯最小二乘计算，得到实时卫星钟差；结束。本专利技术中，当前测站的信息为主要采用数据预处理设定的阈值，一般情况下，数据短弧段阈值为1800s，相邻观测数据时间差阈值为600s，在阈值内表示连续。本专利技术中，对于采用对流层先验信息约束的方法做以下推算：在附有对流层先验约束的卫星钟差实时估计算法中，接收机钟差参数和卫星钟差参数为时变参数。针对对流层湿延迟参数和模糊度参数，在分段时间内对流层湿延迟参数是不变的，在没有发生周跳时卫星模糊度参数也是不变的，因此将其作为分段非时变参数。同时，根据卫星高度角对伪距和载波的无电离层线性组合观测值赋予不同的先验权，进而得到第k,k+1个历元的观测误差方程式(1)中，k为历元号，X为接收机钟差和卫星钟差参数向量，Y为对流层和模糊度参数向量，A和B分别为X和Y对应的系数矩阵，L和P分别为观测向量和权矩阵，V为残差向量。第k,k+1历元观测方程的法方程可写为令式中i＝k,k+1，则(3)式可变为消除钟差参数则有令式中i＝k,k+1，得即考虑上式为递推公式，从第一个历元解算到k+1历元时，可得对流层和模糊度解及协因数阵为将上式代入(4)，可得接收机和卫星钟差参数实时解及协因数阵为总的残差平方和Ω为实际上，为了便于程序实现，和存储实时更新的前k个观测方程的有效信息即可，即将和作为第k+1个观测方程的先验信息，等效于将前k+1个观测方程整体求解对流层参数和模糊度参数估值。当先验信息严密可靠时，实时序贯最小二乘估计具有无偏最优性。因此，通过引入对流层和模糊度的先验信息约束，GNSS卫星钟差实时估计才具有稳定连续特性且具有无偏最优性。本专利技术中，对上一历元的对流层的先验信息和当前历元对流层的DOP值进行实时序贯最小二乘计算的具体步骤如下：如果将前k个观测方程的观测信息用先验期望为先验权阵为的对流层和模糊度参数Y的虚拟观测值代替，可得以下观测方程：利用最小二乘平差原理可得法方程消去钟差参数得易知，和分别为前k+1历元对流层和模糊度参数Y的系数阵和常数项阵，则有将(15)代入(14)，可知其等效于公式(9)。公式(14)即为具有先验信息的实时钟差参数序贯最小二乘估计模型。本专利技术提供了一种优化的基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法，通过采用若干历元对流层参数估计作为先验信息，充分利用对流层参数先验信息和相应的随机模型，可以控制对流层参数的错误初始化并可控制DOP值的跳跃现象，防止对流层误差的积累，提高钟差解算精度，也可避免因钟差参数和对流层参数之间相关性较强而引起的法方程病态，在对流层先验信息的约束下，实时卫星钟差估计中的对流层参数内符合精度更加平稳。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：获取上一历元的对流层的先验信息及当前历元对流层的实测DOP值DOPreal；步骤2：检测上一历元的对流层的先验信息所涉及的所有测站数据；若所有测站数据均为连续值，则进行步骤3，否则，进行步骤4；步骤3：当前对流层先验信息为上一历元的对流层的先验信息；进行步骤5；步骤4：任一测站数据不连续，则当前测站向前搜索新对流层参数的先验信息，所有的新对流层参数的先验信息与没有数据中断的测站数据结合，构成上一历元的对流层的先验信息；步骤5：搜索当前历元前的N个历元的DOP值信息，构建线性图表，预报当前历元的预测DOP值DOPpred；步骤6：计算

【技术特征摘要】
1.一种基于对流层先验信息约束的卫星钟差实时测定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：获取上一历元的对流层的先验信息及当前历元对流层的实测DOP值DOPreal；步骤2：检测上一历元的对流层的先验信息所涉及的所有测站数据；若所有测站数据均为连续值，则进行步骤3，否则，进行步骤4；步骤3：当前对流层先验信息为上一历元的对流层的先验信息；进行步骤5；步骤4：任一测站数据不连续，则当前测站向前搜索新对流层参数的先验信息，所有的新对流层参数的先验信息与没有数据中断的测站数据结合，构成上一历元的对流层的先验信息；步骤5：搜索当前历元前的N个历元的DOP值信息，构建线性图表，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊超，崔红正，周培源，
申请(专利权)人：千寻位置网络浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33