一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法技术

本发明专利技术公开了一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法，通过获取指定电离层格网点的位置，并基于指定电离层格网点的位置搜索满足预设距离范围的LEO有效穿刺点和GNSS有效穿刺点，以在指定电离层格网点的垂直电离层延迟内插入LEO有效穿刺点对应的垂直电离层延迟和GNSS有效穿刺点对应的垂直电离层延迟，并与已知的穿刺点电离层延迟构造格网点电离层延迟误差计算方程，以求解指定格网点的电离层延迟误差，最后基于指定电离层格网点的位置、指定电离层格网点的垂直电离层延迟和电离层格网点的垂直电离层延迟误差建立电离层格网产品，以提高电离层格网产品的精度，进而提升星基增强服务性能。星基增强服务性能。星基增强服务性能。

【技术实现步骤摘要】
一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信
，具体涉及一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法。

技术介绍

[0002]距离地面高度为60
‑
2000km的大气电离层区域存在大量的自由电子，可对穿越其中的通信信号和广播信号造成反射、折射、散射和吸收等不同程度的影响。对于GNSS(全球导航卫星系统)，电离层延迟会严重影响GNSS定位精度和准确度，进而影响到GNSS服务的可靠性、完好性和连续性；电离层活动甚至能造成GNSS信号中断，因此实现对电离层准确的监测和高精度建模的需求日益强烈，尤其是在星基增强服务

[0003]目前，在星基增强服务
，普遍采用播发电离层格网产品给相应用户进行电离层延迟改正，以消除电离层延迟对GNSS定位的影响。通过GNSS测量电离层电子含量的精度是目前所有测量手段中最高的，且利用GNSS系统众多卫星可以实现对全球电离层全天候实时、长期连续性监测。但GNSS跟踪站在全球分布不均匀，部分地区(如地球两极区域、沙漠地带和海洋区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法，其特征在于，包括：获取指定电离层格网点的位置，并基于所述指定电离层格网点的位置搜索电离层上满足预设距离范围的穿刺点作为有效穿刺点，所述有效穿刺点包括LEO有效穿刺点和GNSS有效穿刺点；计算所述LEO有效穿刺点的个数和所述GNSS有效穿刺点的个数，并计算各LEO有效穿刺点对应的垂直电离层延迟和各GNSS有效穿刺点对应的垂直电离层延迟；计算各LEO有效穿刺点到所述指定电离层格网点的距离及各GNSS有效穿刺点到所述指定电离层格网点的距离；获取各LEO有效穿刺点的权值和各GNSS有效穿刺点的权值；基于所述LEO有效穿刺点的个数和所述GNSS有效穿刺点的个数，通过距离倒数加权算法对各所述LEO有效穿刺点对应的垂直电离层延迟、各所述LEO有效穿刺点到所述指定电离层格网点的距离、各所述LEO有效穿刺点的权值及各所述GNSS有效穿刺点对应的垂直电离层延迟、各所述GNSS有效穿刺点到所述指定格网点的距离、各所述GNSS有效穿刺点的权值进行计算，得到指定电离层格网点的垂直电离层延迟；通过对所述指定电离层格网点的垂直电离层延迟内插计算相应所述LEO有效穿刺点对应的垂直电离层延迟和相应所述GNSS有效穿刺点对应的垂直电离层延迟，并与已知的穿刺点电离层延迟构造格网点电离层延迟误差计算方程，以求解所述指定电离层格网点的垂直电离层延迟误差；基于所述指定电离层格网点的位置、所述指定电离层格网点的垂直电离层延迟和所述指定离层格网点的垂直电离层延迟误差建立电离层格网产品。2.根据权利要求1所述的一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法，其特征在于，所述距离倒数加权算法具体为：其中，k表示LEO有效穿刺点个数、m表示GNSS有效穿刺点个数、IPP
LEO
表示LEO有效穿刺点、IPP
GNSS
表示GNSS有效穿刺点，表示第i颗LEO有效穿刺点对应的垂直电离层延迟、表示第j颗GNSS有效穿刺点对应的垂直电离层延迟、d_LEO
i
表示第i颗LEO有效穿刺点与指定电离层格网点的距离、d_GNSS
j
表示第j颗GNSS有效穿刺点与指定电离层格网点的距离、表示LEO有效穿刺点的权值、表示GNSS有效穿刺点的权值。3.根据权利要求1所述的一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法，其特征在于，所述得到指定电离层格网点的垂直电离层延迟，包括：获取各GNSS跟踪站观测到的第一观测数据，并基于所述第一观测数据计算对应GNSS卫星路径上的电离层穿刺点位置即GNSS有效穿刺点的位置，和所述GNSS卫星在所述GNSS有效穿刺点处的垂直电离层延迟；获取LEO跟踪站观测到的第二观测数据，并基于所述第二观测数据计算各LEO卫星路径
上的斜路径电离层延迟；获取LEO卫星星载GNSS接收机观测到的第三观测数据，并基于所述第三观测数据计算指定路径上的最终电离层延迟；基于所述LEO卫星路径上的斜路径电离层延迟和所述指定路径对应的电离层延迟，计算所述GNSS卫星和所述LEO卫星的整个路径电离层延迟；基于所述整个路径垂直电离层延迟计算LEO有效穿刺点的位置，并对所述整个路径电离层延迟进行计算，得到整个路径垂直电离层延迟；根据所述LEO有效穿刺点位置、所述GNSS卫星路径上的电离层穿刺点位置、及其垂直电离层延迟，计算指定电离层格网点的垂直电离层延迟。4.根据权利要求3所述的一种联合LEO和GNSS星座建立电离层格网产品的方法，其特征在于，所述基于所述第一观测数据计算对应GNSS卫星路径上的电离层穿刺点位置即GNSS有效穿刺点的位置，和所述GNSS卫星在所述GNSS有效穿刺点处的垂直电离层延迟，包括：对所述第一观测数据进行预处理，获取第一预处理数据；通过卡尔曼滤波方法对所述第一预处理数据进行滤波计算，得到第一载波相位平滑伪距观测值；基于所述第一载波相位平滑伪距观测值构建第一电离层延迟观测值方程，并基于所述第一电离层延迟观测值方程计算GNSS卫星的总路径电离层延迟；通过实时精密星历或预报精密星历计算GNSS跟踪站和/或LEO跟踪站监测范围内的GNSS卫星在相应时刻的空间位置，并结合GNSS跟踪站的位置坐标，计算所述GNSS卫星的方位角、仰角和斜路径电离层延迟；获取电离层中不同高度的电子压缩在无限薄的球面上的高度H；采用单层电离层模型，对所述GNSS卫星的方位角、仰角以及所述不同高度的电子压缩在无限薄的球面上的高度H和地球半径进行计算，得到GNSS有效穿刺点位置；通过第一电离层投影函数计算所述GNSS卫星的总路径电离层...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭理庆，曹阳，彭琦，唐帅，
申请(专利权)人：重庆两江卫星移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：