一种导航卫星预报轨道的处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种导航卫星预报轨道的处理方法及系统，该方法包括：获取导航卫星的多个预报轨道弧段，包括当前预报轨道弧段和历史预报轨道弧段，其中任意相邻的两个预报轨道弧段之间具有重叠部分；根据多个预报轨道弧段确定导航卫星的基准轨道，计算多个预报轨道弧段中每一弧段相对于基准轨道的均方根误差；根据每一弧段相对于基准轨道的均方根误差判断当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否发生跳变；若发生跳变，则对当前预报轨道弧段进行跳变修复，得到导航卫星的连续预报轨道。本发明专利技术能够消除预报轨道边界跳变问题，兼顾高低轨道的导航星历播发，从而为用户提供实时高精度服务，提升导航系统服务性能。

A processing method and system for navigation satellite prediction orbit

The invention discloses a processing method and system for predictive orbit of navigation satellite, which includes acquiring multiple predictive orbit arcs of navigation satellite, including current predictive orbit arcs and historical predictive orbit arcs, in which two arbitrary adjacent predictive orbit arcs have overlapping parts, and according to multiple predictive orbits. The arc segment determines the reference orbit of navigation satellite and calculates the root mean square error of each arc segment relative to the reference orbit in multiple forecast orbit segments. According to the root mean square error of each arc segment relative to the reference orbit, it can be judged whether the current forecast orbit arc segment has jumped from the historical forecast orbit arc segment or not. If the jump occurs, it is correct. The pre prediction track segment is hopping and repaired, and the continuous prediction orbit of the navigation satellite is obtained. The invention can eliminate the problem of predicting orbital boundary jump and give consideration to the broadcast of navigation ephemeris in high and low orbits, so as to provide real-time and high-precision service for users and improve the service performance of navigation system.

【技术实现步骤摘要】
一种导航卫星预报轨道的处理方法及系统
本专利技术涉及卫星导航
，尤其涉及一种导航卫星预报轨道的处理方法及系统。
技术介绍
自1995年4月27日美国GPS系统正式运行以来，在20多年时间内卫星导航系统蓬勃发展。前苏联及随后的俄罗斯、欧盟、中国、日本以及印度等国家和地区出于自身战略安全和经济利益等需要相继研发各自的全球或区域性卫星导航定位系统——GLONASS、Galileo、BDS、QZSS和NAVIC(IRNSS)。而JASON，CHAMP、GOCE、GRACE、国内海洋、资源和风云等低轨卫星的在轨运行，为地球重力场、大气、海洋以及电磁等科学研究提供了重要的基础数据。实际上，各类导航卫星、对地观测卫星、商业卫星等高低轨卫星的数量已经达到一千多颗。对于地面用户来说，可观测的卫星数越多，用户的可选择性就多，所以整合现有卫星资源，将低轨和中高轨卫星联合起来组成一种新的星座是一种发展趋势。将高、中、低轨卫星联合起来作为导航卫星，极大地增加了用户端的卫星可见数、可用性和选择性，充足的卫星观测值使得用户的完好性监测更加可靠，更利于问题卫星的识别，继而提高了系统导航定位服务的可用性、连续性、稳定性和准确性，能够极大地改善了用户的产品使用体验。导航星历是由导航卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的运行轨道、卫星钟的改正参数、电离层延迟修正及卫星健康状态等信息的二进制代码。导航系统的监测站对卫星进行数据采集，并将采集的数据传输给主控站进行处理，得到卫星预报轨道和卫星钟改正数，对这些卫星位置和钟差改正数等信息进行编码，再由注入站将其编码信息注入给导航卫星，最终由在轨运行正常的导航卫星全天候不间断向可视用户进行播发。卫星预报轨道和钟差是导航星历中最为重要的信息，预报轨道的不断更新保证了导航星历的精度，但是相邻预报轨道之间跳变的存在，一方面直接影响了用户导航定位及授时的使用，另一方面，增加了用户实时数据质量控制的难度，影响用户解算实时产品的效率，最终影响实时产品的用户体验。所以，解决相邻预报轨道之间的跳变，直接关系到导航系统的服务和用户体验，在生成中高低轨道融合的导航星历中，如何消除预报轨道的边界跳变问题显得非常具有实用意义。而且，与现有中高轨系统的导航星历不同，在中高低轨道融合的导航星历中需要顾及不同轨道高度的卫星星历的差异，使得不同高度的卫星星历能够提供相当的服务水平，基于此，如何兼顾现有中高轨卫星的导航星历，同时创造性的融入低轨卫星的星历信息，使得用户在使用中高低轨道融合的新导航星历时，无论在数据格式上还是卫星位置计算上能兼容旧星历，这在未来中高低轨卫星组合的导航系统中，是个亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种导航卫星预报轨道的处理方法及系统，能够消除预报轨道边界跳变问题，兼顾中高低轨道的导航星历播发，从而为用户提供实时高精度服务，提升导航系统服务性能。本专利技术的一个方面，提供了一种导航卫星预报轨道的处理方法，包括：获取导航卫星的多个预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段包括当前预报轨道弧段和历史预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段中任意相邻的两个预报轨道弧段之间具有重叠部分；根据所述多个预报轨道弧段确定所述导航卫星的基准轨道，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差；根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否发生跳变；若当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段发生跳变，则对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，得到导航卫星的连续预报轨道。可选地，在所述得到导航卫星的连续预报轨道之后，所述方法还包括：根据预设的拟合参数对跳变修复之后的所述连续预报轨道进行拟合，得到星历拟合参数；播发所述星历拟合参数。可选地，在所述根据预设的拟合参数对跳变修复之后的所述连续预报轨道进行拟合之前，所述方法还包括：根据所述导航卫星的轨道高度，选择拟合参数的个数和内容。可选地，所述根据所述多个预报轨道弧段确定所述导航卫星的基准轨道，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，包括：获取所述多个预报轨道弧段的平均轨道；将所述平均轨道作为所述导航卫星的基准轨道，并根据所述多个预报轨道弧段和所述基准轨道建立相似变换观测模型；根据所述相似变换观测模型，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差。可选地，所述根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否发生跳变，包括：采用粗差定位法根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否离群；若离群，则确定所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段发生跳变。可选地，所述对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，包括：判断所述当前预报轨道弧段是否满足所述导航卫星对应的预设跳变修复条件，若满足，则对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，否则，将所述当前预报轨道弧段设置为不可用状态。本专利技术的另一个方面，提供了一种导航卫星预报轨道的处理系统，包括：获取单元，用于获取导航卫星的多个预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段包括当前预报轨道弧段和历史预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段中任意相邻的两个预报轨道弧段之间具有重叠部分；计算单元，用于根据所述多个预报轨道弧段确定所述导航卫星的基准轨道，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差；判断单元，用于根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否发生跳变；拼接单元，用于在当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段发生跳变时，对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，得到导航卫星的连续预报轨道。可选地，所述系统还包括：拟合单元，用于在得到导航卫星的连续预报轨道之后，根据预设的拟合参数对跳变修复之后的所述连续预报轨道进行拟合，得到星历拟合参数；通信单元，用于播发所述星历拟合参数。可选地，所述系统还包括：配置单元，用于在根据预设的拟合参数对跳变修复之后的所述连续预报轨道进行拟合之前，根据所述导航卫星的轨道高度，选择拟合参数的个数和内容。可选地，所述计算单元，包括：获取模块，用于获取所述多个预报轨道弧段的平均轨道；模型建立模块，用于将所述平均轨道作为所述导航卫星的基准轨道，并根据所述多个预报轨道弧段和所述基准轨道建立相似变换观测模型；计算模块，用于根据所述相似变换观测模型，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差。可选地，所述判断单元，具体用于采用粗差定位法根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否离群，若离群，则判定所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段发生跳变。可选地，所述拼接单元，包括：判定模块，用于判断所述当前预报轨道弧段是否满足所述导航卫星对应的预设跳变修复条件；拼接处理模块，用于当所述判定模块的判定结果为所述当前预报轨道弧段满足所述导航卫星对应的预设跳变修复条件时，对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复；否则，将所述当前预报轨道弧段设置为不可用状态。本专利技术实施例提供的导航卫星预报轨道的处理方法及系统，通过利用不同导航卫星的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导航卫星预报轨道的处理方法，其特征在于，包括:获取导航卫星的多个预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段包括当前预报轨道弧段和历史预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段中任意相邻的两个预报轨道弧段之间具有重叠部分；根据所述多个预报轨道弧段确定所述导航卫星的基准轨道，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差；根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否发生跳变；若当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段发生跳变，则对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，得到导航卫星的连续预报轨道。

【技术特征摘要】
1.一种导航卫星预报轨道的处理方法，其特征在于，包括:获取导航卫星的多个预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段包括当前预报轨道弧段和历史预报轨道弧段，所述多个预报轨道弧段中任意相邻的两个预报轨道弧段之间具有重叠部分；根据所述多个预报轨道弧段确定所述导航卫星的基准轨道，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差；根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否发生跳变；若当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段发生跳变，则对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，得到导航卫星的连续预报轨道。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述得到导航卫星的连续预报轨道之后，所述方法还包括：根据预设的拟合参数对跳变修复之后的所述连续预报轨道进行拟合，得到星历拟合参数；播发所述星历拟合参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据预设的拟合参数对跳变修复之后的所述连续预报轨道进行拟合之前，所述方法还包括：根据所述导航卫星的轨道高度，选择拟合参数的个数和内容。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个预报轨道弧段确定所述导航卫星的基准轨道，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，包括：获取所述多个预报轨道弧段的平均轨道；将所述平均轨道作为所述导航卫星的基准轨道，并根据所述多个预报轨道弧段和所述基准轨道建立相似变换观测模型；根据所述相似变换观测模型，计算所述多个预报轨道弧段中每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差。5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差，判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否发生跳变，包括：采用粗差定位法根据每一弧段相对于所述基准轨道的均方根误差判断所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段是否离群；若离群，则确定所述当前预报轨道弧段相对于历史预报轨道弧段发生跳变。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，包括：判断所述当前预报轨道弧段是否满足所述导航卫星对应的预设跳变修复条件，若满足，则对所述当前预报轨道弧段进行跳变修复，否则，将所述当前预报轨道弧段设置为不可用状态。7.一种导航卫...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆旭成，
申请(专利权)人：北京未来导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11