一种LEO卫星实时钟差估计方法、设备及介质技术

本申请实施例提供了一种LEO卫星实时钟差估计方法、设备及介质，通过获取LEO卫星的星载观测数据、导航卫星轨道和导航卫星钟差；根据星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道；根据LEO卫星预报轨道和导航卫星轨道得到LEO卫星与导航卫星之间的几何距离；根据星载观测数据、几何距离、导航卫星钟差构建卫星观测方程；求解卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差；通过固定卫星预报轨道进而得到卫星观测方程，避免在求解卫星观测方程的过程中解算繁多的动力学参数，减少了卫星观测方程中待估参数数量，提高了卫星钟差解算效率。提高了卫星钟差解算效率。提高了卫星钟差解算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种LEO卫星实时钟差估计方法、设备及介质


[0001]本申请实施例涉及但不限于卫星领域，尤其涉及一种LEO卫星实时钟差估计方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]以GPS/BDS/GALILEO等为代表的全球导航卫星系统(GNSS)能够提供定位、导航、授时(PNT)服务，但GNSS系统存在基本导航服务精度低、信号衰减严重、精密定位收敛缓慢等问题。基于LEO卫星建设低轨导航增强系统，可增强GNSS导航系统服务能力，并提供独立PNT服务。其中，LEO卫星钟差产品是低轨导航增强系统提供PNT服务的重要产品之一。通常，LEO卫星钟差与LEO卫星轨道是一同解算的，导致待估参数多和计算耗时较长的问题，不能满足LEO卫星钟差实时解算的需求，也制约了低轨导航增强系统向用户提供实时PNT服务的能力。

技术实现思路

[0003]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0004]本申请实施例提供了一种LEO卫星实时钟差估计方法、设备及介质。
[0005]本申请的第一方面的实施例，提供了一种LEO卫星实时钟差估计方法，其特征在于，包括：
[0006]获取LEO卫星的星载观测数据、导航卫星轨道和导航卫星钟差；
[0007]根据所述星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道；
[0008]根据所述LEO卫星预报轨道和所述导航卫星轨道得到LEO卫星与导航卫星之间的几何距离；
[0009]根据所述星载观测数据、所述几何距离、所述导航卫星钟差构建卫星观测方程；
[0010]求解所述卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差。
[0011]本申请的第一方面的某些实施例，所述根据所述星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道，包括：
[0012]通过最小二乘法根据所述星载观测数据得到LEO卫星的初始轨道和动力学参数；
[0013]根据所述LEO卫星的初始轨道和动力学参数进行轨道积分，得到LEO卫星预报轨道。
[0014]本申请的第一方面的某些实施例，在所述根据所述星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道之后，所述方法还包括：
[0015]对所述LEO卫星预报轨道进行坐标系转换，以将以质心为参考点的LEO卫星预报轨道转换为以相心为参考点的LEO卫星预报轨道。
[0016]本申请的第一方面的某些实施例，所述星载观测数据包括伪距观测量和相位观测量，所述卫星观测方程包括对应所述伪距观测量的第一观测方程和对应所述相位观测量的
第二观测方程；所述根据所述星载观测数据、所述几何距离、所述导航卫星钟差构建卫星观测方程，包括：
[0017]根据所述几何距离、电离层延迟影响数值、光速值、所述导航卫星钟差构建对应所述伪距观测量的第一观测方程；
[0018]根据所述几何距离、载波相位波长、电离层延迟影响数值、光速值、模糊度、所述导航卫星钟差构建对应所述相位观测量的第二观测方程。
[0019]本申请的第一方面的某些实施例，在根据所述星载观测数据、所述几何距离、所述导航卫星钟差构建卫星观测方程之后，所述方法还包括：
[0020]根据预设的定权原则对所述卫星观测方程进行定权，所述定权原则基于LEO卫星的高度角。
[0021]本申请的第一方面的某些实施例，所述求解所述卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差，包括:
[0022]获取LEO卫星钟差初始值；
[0023]通过序贯滤波法根据所述LEO卫星钟差初始值求解所述卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差。
[0024]本申请的第一方面的某些实施例，所述通过序贯滤波法根据所述LEO卫星钟差初始值求解所述卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差，包括：
[0025]根据状态转移矩阵将LEO卫星钟差的历元状态联系；
[0026]求解所述卫星观测方程，根据联系的LEO卫星钟差的历元状态由所述LEO卫星钟差初始值推导得到LEO卫星实时钟差。
[0027]本申请的第一方面的某些实施例，在求解所述卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差之后，所述方法还包括：
[0028]通过事后全天解对比及重叠钟差对比的方法对所述LEO卫星实时钟差的精度进行评估，得到精度评估结果。
[0029]本申请的第二方面的某些实施例，提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序以及用于实现所述处理器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，所述程序被所述处理器执行时实现如上所述的LEO卫星实时钟差估计方法。
[0030]本申请的第三方面的某些实施例，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的LEO卫星实时钟差估计方法。
[0031]上述方案至少具有以下的有益效果：通过获取LEO卫星的星载观测数据、导航卫星轨道和导航卫星钟差；根据星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道；根据LEO卫星预报轨道和导航卫星轨道得到LEO卫星与导航卫星之间的几何距离；根据星载观测数据、几何距离、导航卫星钟差构建卫星观测方程；求解卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差；通过固定卫星预报轨道进而得到卫星观测方程，避免在求解卫星观测方程的过程中解算繁多的动力学参数，减少了卫星观测方程中待估参数数量，提高了卫星钟差解算效率。
附图说明
[0032]附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0033]图1是本申请的实施例所提供的LEO卫星实时钟差估计方法的步骤图；
[0034]图2是步骤S200的子步骤图；
[0035]图3是步骤S400的子步骤图；
[0036]图4是定权步骤的步骤图；
[0037]图5是步骤S500的子步骤图；
[0038]图6是精度评估步骤的步骤图；
[0039]图7是通过事后全天解对比对传统的LEO卫星实时钟差估计方法所得到的结果进行精度评估的精度示意图；
[0040]图8是通过重叠钟差对比对传统的LEO卫星实时钟差估计方法所得到的结果进行精度评估的精度示意图；
[0041]图9是通过事后全天解对比对本申请的实施例所提供的LEO卫星实时钟差估计方法所得到的结果进行精度评估的精度示意图；
[0042]图10是通过重叠钟差对比对本申请的实施例所提供的LEO卫星实时钟差估计方法所得到的结果进行精度评估的精度示意图；
[0043]图11是本申请的实施例所提供的LEO卫星实时钟差估计方法与传统的LEO卫星实时钟差估计方法的耗时对比图。
具体实施方式
[0044]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LEO卫星实时钟差估计方法，其特征在于，包括：获取LEO卫星的星载观测数据、导航卫星轨道和导航卫星钟差；根据所述星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道；根据所述LEO卫星预报轨道和所述导航卫星轨道得到LEO卫星与导航卫星之间的几何距离；根据所述星载观测数据、所述几何距离、所述导航卫星钟差构建卫星观测方程；求解所述卫星观测方程，得到LEO卫星实时钟差。2.根据权利要求1所述的一种LEO卫星实时钟差估计方法，其特征在于，所述根据所述星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道，包括：通过最小二乘法根据所述星载观测数据得到LEO卫星的初始轨道和动力学参数；根据所述LEO卫星的初始轨道和动力学参数进行轨道积分，得到LEO卫星预报轨道。3.根据权利要求1或2所述的一种LEO卫星实时钟差估计方法，其特征在于，在所述根据所述星载观测数据进行轨道预报，得到LEO卫星预报轨道之后，所述方法还包括：对所述LEO卫星预报轨道进行坐标系转换，以将以质心为参考点的LEO卫星预报轨道转换为以相心为参考点的LEO卫星预报轨道。4.根据权利要求1所述的一种LEO卫星实时钟差估计方法，其特征在于，所述星载观测数据包括伪距观测量和相位观测量，所述卫星观测方程包括对应所述伪距观测量的第一观测方程和对应所述相位观测量的第二观测方程；所述根据所述星载观测数据、所述几何距离、所述导航卫星钟差构建卫星观测方程，包括：根据所述几何距离、电离层延迟影响数值、光速值、所述导航卫星钟差构建对应所述伪距观测量的第一观测方程；根据所述几何距离、载波相位波长、电离层延迟影响数值、光速值、模糊度、所述导航卫星钟差构建对应所述相位观测量的第二观测方程。5.根据权利要求1所述的一种LE...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁俊军，梁尔涛，陈晏，汪洋，
申请(专利权)人：火眼位置数智科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：