基于DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法技术方案

本发明专利技术属于卫星导航领域，特别涉及一种DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法，包括从IGS官网获取原始观测文件、精密轨道、精密钟差、以及各项改正文件包含DCB改正文件；通过粗差剔除、数据有效性检验等数据预处理手段获取干净的观测值；进行周跳探测、轨道钟差计算、各项误差改正，根据频点B1C、B2a、B1C、B2a利用DCB改正公式进行更正；用改正过后的观测值构建法方程，进行kalman滤波得到最终的定位结果；本发明专利技术够缩短PPP收敛时间，提高PPP定位精度。PPP定位精度。PPP定位精度。

【技术实现步骤摘要】
基于DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法


[0001]本专利技术属于卫星导航领域，特别涉及一种基于差分码偏差(Differential Code Bias，DCB)改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法。

技术介绍

[0002]在发展商业航天的大趋势下，低轨卫星成为了研究热点，低轨卫星导航增强是卫星导航领域今后发展的一大方向。低轨卫星导航增强与北斗卫星导航系统密不可分，并朝着多频多模方向发展。值得注意的是北斗三号已经完成全球组网，新频点也具备全球导航的能力，同时北斗卫星导航系统的新频点B1C、B2a拥有更强的抗干扰能力。
[0003]然而DCB作为一项重要误差能够影响北斗卫星导航系统的新频点B1C、B2a的精密单点定位精度，同时目前没有针对新频点此项误差的有效改正方法。

技术实现思路

[0004]为了能够有效改正新频点精密单点定位的误差，本专利技术提出一种基于DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法，具体包括以下步骤：
[0005]S1、从IGS官网获取原始观测文件、精密轨道、精密钟差、以及各项改正文件包含DCB改正文件；
[0006]S2、通过粗差剔除、数据有效性检验等数据预处理手段获取干净的观测值；
[0007]S3、进行周跳探测、轨道钟差计算、各项误差改正，获取频点B1C、B2a、B1C、B2a利用DCB改正公式进行更正后的值；
[0008]S4、用改正过后的观测值构建法方程，进行kalman滤波得到最终的定位结果。
[0009]进一步的，获取频点B1C、B2a、B1C、B2a利用DCB改正公式进行更正的值的过程包括：
[0010]将北斗卫星B1I、B3I、B1C、B2a 4个频点伪距观测值分别记B1、B3、B2、B4，频率分别为C1、C3、C2、C4，硬件时延分别记为τ
1I
、τ
3I
、τ
1C
、τ
2a
；
[0011]计算B1I\B3I双频无电离层组合B
13
以及B1C\B2a双频无电离层组合B
24
；
[0012]将B1C\B2a双频无电离层组合B
24
转化到B1I\B3I双频无电离层组合B
13
上；
[0013]根据差分码偏差以及频点的伪距观测方程更正B1C、B2a的单频以及双频组合。
[0014]进一步的，B1I\B3I双频无电离层组合B
13
以及B1C\B2a双频无电离层组合B
24
分别表示为：
[0015][0016]其中，B1、B3、B2、B4分别为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的伪距观测值；C1、C3、C2、C4分别为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的频率。
[0017]进一步的，伪距观测方程表示为：
[0018]P
i
＝ρ+c
·
δt
R
‑
c
·
(δt
S
‑
τ
i
)+I
i
+T+d
rel
+ε
i,P
；
[0019]其中，P
i
为频点i的理论伪距观测值；ρ为频点i的实际伪距观测值；c为光速；δt
R
为接收机R的接收机钟差；δt
s
为卫星s的卫星钟差；τ
i
为i频点相对于参考中心的时延；I
i
为频点i的电离层误差；T为对流层误差；d
rel
为相对论效应改正；ε
i,P
为其余伪距观测噪声总和。
[0020]进一步的，接收机R的接收机钟差计算过程包括：接收机根据L1频点的P1码以及L2频点的P2码组合得到一个参考中心，获取P1码和P2码相对于参考中心的时延和频率，作为接收机R的接收机钟差，表示为：
[0021][0022]其中，δt
s
为卫星钟差；τ1、τ2分别为P1、P2相对于参考中心的时延；f1、f2分别为P1、P2相对于参考中心的频率。
[0023]进一步的，根据GPS广播星历中d
TGD
更正单频P1、P2的钟差包括：
[0024][0025]其中，dt
svp1
、dt
svp2
分别是单频P1、P2的钟差；dt
sv
为P1、P2组合过后的卫星钟差；d
TGD
为时延参数；f1、f2分别为P1、P2相对于参考中心的频率。
[0026]进一步的，B1C、B2a的单频以及双频组合表示为：
[0027][0028]其中，B2‑
coor
为更正后的B1C的单频；B4‑
coor
为更正后的B2a的单频；B
24
‑
coor
为更正后的B1C、B2a双频组合；B1、B3、B2、B4分别为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的伪距观测值；C1、C3、C2、C4分别为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的频率；DCB
B1
‑
B3
、DCB
B1C
‑
B3
、DCB
B1C
‑
B2a
为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的差分码偏差。
[0029]进一步的，差分码偏差表示为：
[0030][0031]其中，τ
1I
、τ
3I
、τ
1C
、τ
2a
分别为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的硬件时延。
[0032]本专利技术所述一种基于DCB改正北斗卫星导航系统新频点精密单点定位方法，与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0033]1.目前常用的GNSS数据处理软件不能对北斗卫星导航系统B1C、B2a频点DCB进行改正。
[0034]2.在北斗卫星导航系统B1C、B2a单频PPP，B1C\B2a无电离层组合双频PPP中采取对应公式进行改正，改正过后能够缩短PPP收敛时间，提高PPP定位精度。
附图说明
[0035]图1是本专利技术北斗卫星导航系统新频点B1C、B2a DCB改正方法流程图；
[0036]图2是在KRGG站2020年7月8日采用本专利技术DCB改正B1C单频PPP定位结果(B1C
‑
corr)与B1C单频PPP定位结果(B1C)在E、N、U方向的定位误差示意图；
[0037]图3是在KRGG站2020年7月8日采用本专利技术DCB改正B1C单频PPP定位结果(B2a
‑
corr)与B1C单频PPP定位结果(B2a)在E、N、U方向的定位误差示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、从IGS官网获取原始观测文件、精密轨道、精密钟差、以及各项改正文件包含DCB改正文件；S2、通过粗差剔除、数据有效性检验等数据预处理手段获取干净的观测值；S3、进行周跳探测、轨道钟差计算、各项误差改正，获取频点B1C、B2a、B1C、B2a利用DCB改正公式进行更正后的值；S4、用改正过后的观测值构建法方程，进行kalman滤波得到最终的定位结果。2.根据权利要求1所述的基于DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法，其特征在于，获取频点B1C、B2a、B1C、B2a利用DCB改正公式进行更正的值的过程包括：将北斗卫星B1I、B3I、B1C、B2a 4个频点伪距观测值分别记B1、B3、B2、B4，频率分别为C1、C3、C2、C4，硬件时延分别记为τ
1I
、τ
3I
、τ
1C
、τ
2a
；计算B1I\B3I双频无电离层组合B
13
以及B1C\B2a双频无电离层组合B
24
；将B1C\B2a双频无电离层组合B
24
转化到B1I\B3I双频无电离层组合B
13
上；根据差分码偏差以及频点的伪距观测方程更正B1C、B2a的单频以及双频组合。3.根据权利要求2所述的基于DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法，其特征在于，B1I\B3I双频无电离层组合B
13
以及B1C\B2a双频无电离层组合B
24
分别表示为：其中，B1、B3、B2、B4分别为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的伪距观测值；C1、C3、C2、C4分别为频点B1I、频点B3I、频点B1C、频点B2a的频率。4.根据权利要求2所述的基于DCB改正北斗卫星导航系统频点精密单点定位方法，其特征在于，伪距观测方程表示为：P
i
＝ρ+c
·
δt
R
‑
c
·
(δt
S
‑
τ
i
)+I
i
+T+d
rel
+ε
i,P
；其中，P
i
为频点i的理论伪距观测值；ρ为频点i的实际伪距观测值；c为光速；δt
R
为接收机R的接收机钟差；δt
s
为卫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，吕增利，
申请(专利权)人：东方红卫星移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：