【技术实现步骤摘要】
一种支持可变场景的卫星高精度观测数据仿真方法
[0001]本专利技术涉及一种支持可变场景下的北斗、GNSS及LEO卫星的高精度观测数据仿真方法,其针对复杂场景下的导航观测数据进行模拟仿真,实现了场景的灵活配置,同时支持各卫星导航系各类型卫星的仿真,考虑了多类型误差模型,保证了观测数据的仿真精度,并且能够支持各频点不同类型观测量的仿真,属于卫星导航定位
技术介绍
[0002]随着我国北斗三号全球卫星导航系统正式开通,北斗也成为继GPS、GLONASS之后第三个能够在全球范围提供公开可靠、稳定服务的全球导航系统,很多研究表明多系统联合的精密定位能够提高定位精度和定位连续性,因此,开展多系统的联合仿真是很有必要的。此外,在复杂场景下,仅依靠导航卫星是无法满足连续、可靠的定位需求,在此背景下,国内外很多学者提出基于低轨通信卫星星座开展导航增强系统的研究。因此,如何满足复杂观测场景下的多导航系统+LEO的观测仿真,成为目前重要的需求。而目前大多数的观测仿真,主要集中于单卫星系统、非低轨卫星的单场景的仿真,不能满足目前的发展需 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种支持可变场景的卫星高精度观测数据仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基于不同卫星系统的卫星有效载荷、通道时延的差异性特点,通过卫星钟差、卫星硬件延迟参数DCB、天线相位中心偏差PCO及天线相位中心变化PCV误差仿真,实现包括BDS、GPS、Galileo在内的多卫星系统的差异仿真;(2)通过轨道、钟差、电离层误差实现MEO、IGSO、GEO以及LEO卫星的差异化仿真;(3)基于伪距/载波噪声水平、卫星截止高度角、电离层延迟误差、对流层延迟误差,综合表征包括城市峡谷场景、湖泊海洋场景、盘山场景、开阔场景的观测环境的差异化仿真;(4)根据卫星系统和卫星类型,选择对应的支持频点,确定频点设计矩阵;其中,GPS支持L1/L2/L5频点,卫星类型属于MEO,BDS支持B1I/B1C/B2a/B3I频点,卫星类型分别属于MEO/IGSO/GEO,Galileo支持E1/E5a/E5b频点和LEO L1/L2频点,E1/E5a/E5b频点的卫星类型属于MEO,LEO L1/L2频点的卫星类型属于LEO;(5)根据卫星系统的选择、卫星类型的选择以及观测环境的误差表征参数,进行各误差模型的仿真计算,包括地球自转效应误差、相对论效应误差、卫星/接收机的PCO及PCV误差、卫星/接收机天线相位缠绕误差、对流层误差、电离层误差、潮汐误差;(6)将步骤(5)中各误差模型仿真计算的结果归算至各卫星各频点各类型的观测数据计算,包括伪距、载波、多普勒、信噪比四种类型的观测数据,完成观测数据的仿真。2.根据权利要求1所述的一种支持可变场景的卫星高精度观测数据仿真方法,其特征在于,步骤(1)的具体步骤如下:(101)根据卫星钟差误差特点,采用二次多项式形式来模拟仿真不同卫星系统的卫星钟差,表示为:y
i
=a
s,0
+a
s,1
(t
i
‑
t0)+a
s,2
(t
i
‑
t0)2式中,y
i
表示t
i
时刻的卫星钟差,t0为卫星钟差参考时刻,a
s,0
、a
s,1
、a
s,2
分别为钟差、钟速和钟漂;s表示卫星系统,取值范围为1~7,7个取值依次表示BDS、GPS、GLONASS、Galileo、QZSS、IRNSS和LEO卫星系统;(102)根据卫星通道时延特点,采用具有月周期时变特性的多项式参数进行不同卫星系统的DCB仿真,表示为:m
s
=p
s,0
+k
l
p
s,1
式中,p
s,0
为DCB系统时不变常数部分;p
s,1
为DCB系统时变基数部分;k
l
为系统时变系数部分,l表示月份,取值范围为1~12;(103)根据PCO和PCV误差对卫星系统影响的差异性,采用常量旋转进行卫星PCO仿真,表示为:r
ant
=r
s,com
+KP
s
式中,r
ant
为卫星天线相位中心在惯性系的向量,r
s,com
为卫星质心向量,K为星固系至惯性系的转换系数矩阵,P
s
为星固系下的误差项;采用分段线性函数进行卫星PCV仿真,表示为:式中,k为当前卫星天底角,k
j
和k
j+1
分别表示最近两节点的天底角;和分别
为最近两节点的PCV仿真值。3.根据权利要求2所述的一种支持可变场景的卫星高精度观测数据仿真方法,其特征在于,步骤(2)的具体步骤如下:(201)选择卫星类型,包括导航星MEO、增强星GEO、导航星IGSO、低轨增强星LEO;(202)根据不同类型卫星运行轨道的特点,采用不同噪声水平进行轨道误差差异仿真,表示为:ΔP
s
=k
s
ΔP
*
式中,k
s
表示不同卫星轨道类型噪声系数,ΔP
*
表示卫星位置矢量;(203)在步骤(101)的基础上,考虑卫星类型对卫星钟差引起的差异,表示为:y...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈秀德,蔚保国,盛传贞,惠沈迎,应俊俊,张京奎,张子腾,王星星,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十四研究所,
类型:发明
国别省市:
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