一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法技术

本发明专利技术涉及卫星定位系统和定位测量技术领域，提供一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法，首先根据参考站各GPS卫星的双差载波相位整周模糊度和双差载波相位观测值，计算参考站各GPS卫星的双差电离层误差，然后建立并求解以卫星的穿刺点坐标为变量的GPS双差电离层误差空间线性相关模型，接着根据各BDS卫星的穿刺点坐标，计算各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差，然后据此计算参考站各BDS卫星的双差电离层误差，再建立并求解以BDS卫星的穿刺点坐标为变量的BDS双差电离层误差空间线性相关模型，最后根据该模型来确定BDS卫星参考站电离层误差，用于参考站覆盖范围内的BDS电离层误差改正。本发明专利技术能够提高BDS卫星参考站电离层误差确定的效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法
本专利技术涉及卫星定位系统和定位测量
，特别是涉及一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法。
技术介绍
目前，美国的GPS系统是最为成熟稳定的全球卫星导航系统，具有我国独立知识产权的北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)，也已经正式向全球提供导航定位服务。由于各种观测误差的影响，降低了BDS和GPS的实时定位精度，只能满足低精度导航定位的要求。其中，BDS和GPS观测误差中的一个重要误差来源就是电离层误差。通过建立参考站的电离层误差模型来确定电离层误差，能够改正GPS、BDS用户观测值中的电离层误差影响，实现GPS、BDS用户的高精度实时定位。对于BDS系统，在建立参考站电离层误差模型的过程中，首先需要准确确定BDS参考站的双差载波相位整周模糊度，然后才能够使用参考站的双差载波相位观测值和双差载波相位整周模糊度计算参考站的电离层误差，使用各双差卫星已知的电离层误差，建立参考站电离层误差模型。然而，与GPS相比，BDS的参考站观测数据质量较差，且BDS在轨工作卫星中包含了GEO卫星和IGSO卫星，对于参考站来说这两类卫星观测的几何构型变化较慢，不利于BDS参考站双差载波相位整周模糊度的快速准确确定，从而影响BDS参考站电离层误差模型建立的效率和精度。GPS全星座是MEO卫星，参考站观测到的卫星几何构型变化较快，参考站GPS观测数据质量较好，与BDS相比，参考站双差载波相位整周模糊度确定较容易；从而GPS参考站的电离层误差模型可以通过快速准确估计出的双差载波相位整周模糊度和双差载波相位观测值计算和建立。可见，现有BDS卫星参考站电离层误差确定方法的效率和精度都比较低。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法，能够充分利用参考站GPS观测数据质量较高、GPS双差电离层误差模型建立效率高的特点，降低BDS在轨工作卫星中GEO卫星和IGSO卫星观测的几何构型变化较慢及参考站BDS观测数据质量较差对BDS参考站双差载波相位整周模糊度的确定从而对BDS参考站电离层误差模型建立的影响，从而提高BDS卫星参考站电离层误差确定的效率和精度。本专利技术的技术方案为：一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：根据参考站各GPS卫星的双差载波相位整周模糊度和双差载波相位观测值，计算参考站各GPS卫星的双差电离层误差；步骤2：建立以卫星的穿刺点坐标为变量的GPS双差电离层误差空间线性相关模型，并根据参考站各GPS卫星的双差电离层误差及各GPS卫星的穿刺点坐标，建立并求解所述GPS双差电离层误差空间线性相关模型的线性计算模型；步骤3：根据各BDS卫星的穿刺点坐标，计算各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差；步骤4：根据各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差，计算参考站各BDS卫星的双差电离层误差；步骤5：建立以BDS卫星的穿刺点坐标为变量的BDS双差电离层误差空间线性相关模型，并根据参考站各BDS卫星的双差电离层误差及各BDS卫星的穿刺点坐标，建立并求解所述BDS双差电离层误差空间线性相关模型的线性计算模型；步骤6：根据所述BDS双差电离层误差空间线性相关模型，来确定BDS卫星参考站电离层误差，用于参考站覆盖范围内的BDS电离层误差改正。所述步骤1包括下述步骤：步骤1.1：建立参考站的GPS接收机接收各GPS卫星两个频率的双差载波相位观测方程为其中，为双差操作符，该符号表示在两个参考站和两颗GPS卫星的载波相位观测值间进行了双差组合；下标k1、k2均为参考站编号，上标i、j均为GPS卫星编号，i,j∈G，G为GPS卫星编号集合；λ1为参考站接收GPS卫星L1频率载波相位的波长，λ2为参考站接收GPS卫星L2频率载波相位的波长；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L1频率双差载波相位观测值，为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L2频率双差载波相位观测值；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L1频率双差载波相位整周模糊度，为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L2频率双差载波相位整周模糊度；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的双差卫星到接收机的几何距离，由参考站坐标与GPS广播星历提供的卫星坐标计算得到；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的双差对流层延迟误差；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L1频率双差电离层误差，为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L2频率双差电离层误差，f1为参考站接收GPS卫星的L1频率，f2为参考站接收GPS卫星的L2频率；步骤1.2：公式(1)减去公式(2)，得到参考站k1、k2上GPS卫星i、j的双差电离层误差为所述步骤2包括下述步骤：步骤2.1：建立以卫星的穿刺点坐标为变量的GPS双差电离层误差空间线性相关模型为其中，RG为GPS基准卫星的编号，RG∈G，为参考站k1、k2上GPS基准卫星RG、卫星e的双差电离层误差，卫星e为GPS卫星或BDS卫星；ΔxRG,e为GPS基准卫星RG的穿刺点x坐标与卫星e的穿刺点x坐标的差值，ΔyRG,e为GPS基准卫星RG的穿刺点y坐标与卫星e的穿刺点y坐标的差值，ΔzRG,e为GPS基准卫星RG的穿刺点z坐标与卫星e的穿刺点z坐标的差值；a0为常数项，a1、a2、a3为GPS双差电离层误差与卫星穿刺点坐标相关的拟合系数；步骤2.2：根据参考站各GPS卫星的双差电离层误差及各GPS卫星的穿刺点坐标，建立所述GPS双差电离层误差空间线性相关模型的线性计算模型为其中，上标l为GPS卫星编号，l∈(G-{RG})＝{g1,g2,...,gs}，s为GPS卫星中除GPS基准卫星外的个数，s＞4；ΔxRG,l为GPS基准卫星RG的穿刺点x坐标与GPS卫星l的穿刺点x坐标的差值，ΔyRG,l为GPS基准卫星RG的穿刺点y坐标与GPS卫星l的穿刺点y坐标的差值，ΔzRG,l为GPS基准卫星RG的穿刺点z坐标与GPS卫星l的穿刺点z坐标的差值；为参考站k1、k2上GPS基准卫星RG、GPS卫星l的双差电离层误差，由公式(3)得到；步骤2.3：对公式(5)进行最小二乘解算，得到a0、a1、a2、a3的值，从而得到系数a0、a1、a2、a3已知的GPS双差电离层误差空间线性相关模型。所述步骤3中，根据各BDS卫星的穿刺点坐标，计算各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差为其中，上标q为BDS卫星编号，q∈B＝{b1,b2,...,bn}，B为BDS卫星编号集合，n为BDS卫星的个数，n＞5；ΔxRG,q为GPS基准卫星RG的穿刺点x坐标与BDS卫星q的穿刺点x坐标的差值，ΔyRG,q为GPS基准卫星RG的穿刺点y坐标与BDS卫星q的穿刺点y坐标的差值，ΔzRG,q为GPS基准卫星RG的穿刺点z坐标与BDS卫星q的穿刺点z坐标的差值。所述步骤4中，根据各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差，计算参考站各BDS卫星的以GPS双差电离层误差为基础的BDS双差电离层误差为其中，RB为BDS基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：根据参考站各GPS卫星的双差载波相位整周模糊度和双差载波相位观测值，计算参考站各GPS卫星的双差电离层误差；步骤2：建立以卫星的穿刺点坐标为变量的GPS双差电离层误差空间线性相关模型，并根据参考站各GPS卫星的双差电离层误差及各GPS卫星的穿刺点坐标，建立并求解所述GPS双差电离层误差空间线性相关模型的线性计算模型；步骤3：根据各BDS卫星的穿刺点坐标，计算各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差；步骤4：根据各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差，计算参考站各BDS卫星的双差电离层误差；步骤5：建立以BDS卫星的穿刺点坐标为变量的BDS双差电离层误差空间线性相关模型，并根据参考站各BDS卫星的双差电离层误差及各BDS卫星的穿刺点坐标，建立并求解所述BDS双差电离层误差空间线性相关模型的线性计算模型；步骤6：根据所述BDS双差电离层误差空间线性相关模型，来确定BDS卫星参考站电离层误差，用于参考站覆盖范围内的BDS电离层误差改正。

【技术特征摘要】
1.一种BDS卫星参考站电离层误差确定方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：根据参考站各GPS卫星的双差载波相位整周模糊度和双差载波相位观测值，计算参考站各GPS卫星的双差电离层误差；步骤2：建立以卫星的穿刺点坐标为变量的GPS双差电离层误差空间线性相关模型，并根据参考站各GPS卫星的双差电离层误差及各GPS卫星的穿刺点坐标，建立并求解所述GPS双差电离层误差空间线性相关模型的线性计算模型；步骤3：根据各BDS卫星的穿刺点坐标，计算各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差；步骤4：根据各BDS卫星的穿刺点与GPS基准卫星的穿刺点间的GPS双差电离层误差，计算参考站各BDS卫星的双差电离层误差；步骤5：建立以BDS卫星的穿刺点坐标为变量的BDS双差电离层误差空间线性相关模型，并根据参考站各BDS卫星的双差电离层误差及各BDS卫星的穿刺点坐标，建立并求解所述BDS双差电离层误差空间线性相关模型的线性计算模型；步骤6：根据所述BDS双差电离层误差空间线性相关模型，来确定BDS卫星参考站电离层误差，用于参考站覆盖范围内的BDS电离层误差改正。2.根据权利要求1所述的BDS卫星参考站电离层误差确定方法，其特征在于，所述步骤1包括下述步骤：步骤1.1：建立参考站的GPS接收机接收各GPS卫星两个频率的双差载波相位观测方程为其中，为双差操作符，该符号表示在两个参考站和两颗GPS卫星的载波相位观测值间进行了双差组合；下标k1、k2均为参考站编号，上标i、j均为GPS卫星编号，i,j∈G，G为GPS卫星编号集合；λ1为参考站接收GPS卫星L1频率载波相位的波长，λ2为参考站接收GPS卫星L2频率载波相位的波长；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L1频率双差载波相位观测值，为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L2频率双差载波相位观测值；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L1频率双差载波相位整周模糊度，为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L2频率双差载波相位整周模糊度；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的双差卫星到接收机的几何距离，由参考站坐标与GPS广播星历提供的卫星坐标计算得到；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的双差对流层延迟误差；为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L1频率双差电离层误差，为参考站k1、k2上GPS卫星i、j的L2频率双差电离层误差，f1为参考站接收GPS卫星的L1频率，f2为参考站接收GPS卫星的L2频率；步骤1.2：公式(1)减去公式(2)，得到参考站k1、k2上GPS卫星i、j的双差电离层误差为3.根据权利要求2所述的BDS卫星参考站电离层误差确定方法，其特征在于，所述步骤2包括下述步骤：步骤2.1：建立以卫星的穿刺点坐标为变量的GPS双差电离层误差空间线性相关模型为其中，RG为GPS基准卫星的编号，RG∈G，为参考站k1、k2上GPS基准卫星RG、卫星e的双差电离层误差，卫星e为GPS卫星或BDS卫星；ΔxRG,e为GPS基准卫星RG的穿刺点x坐标与卫星e的穿刺点x坐标的差值，ΔyRG,e为GPS基准卫星RG的穿刺点y坐标与卫星e的穿刺点y坐标的差值，ΔzRG,e为GPS基准卫星RG的穿刺点z坐标与卫星e的穿刺点z坐标的差值；a0为常数项，a1、a2、a3为GPS双差电离层误差与卫星穿刺点坐标相关的拟合系数；步骤2.2：根据参考站各GPS卫星的双差电离层误差及各GPS卫星的穿刺点坐标，建立所述GPS双差电离层误差空间线性相...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝会忠，李军，徐爱功，徐宗秋，徐彦田，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21