GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法及装置。该方法具体包括：首先构建一种面向CDMA信号和FDMA信号的GNSS全星座全波段的非差非组合观测模型，然后在进行LcUPD和TcUPD估计之前提前根据接收机类型构建相同类型接收机组成的测站网，一方面使估计的LcUPD和TcUPD可以面向GNSS全星座，另一方面也为了提高估计的LcUPD和TcUPD的精度。最后采用最小二乘方法对GNSS星座中每颗可视卫星的每个波段对应的LcUPD进行估计，在获得LcUPD估值后，进一步采用最小二乘方法对任意两个GNSS星座中每个波段对应的TcUPD进行估计。中每个波段对应的TcUPD进行估计。中每个波段对应的TcUPD进行估计。

【技术实现步骤摘要】
GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法及装置


[0001]本专利技术涉及全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）数据处理，精密定位领域，特别涉及一种GNSS的松组合未校准相位硬件延迟偏差（Loosely
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coupled Uncalibrated
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Delay，LcUPD）和紧组合未校准相位硬件延迟偏差（Tight
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coupled Uncalibrated
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Delay，TcUPD）的估计方法及装置。

技术介绍

[0002]全球卫星导航系统GNSS（Global Navigation Satellite System）可向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，已成为重要的空间信息基础设施。精密单点定位PPP（Precise Point Positioning）作为一种精密定位方法，在GNSS精密定位与定轨、精密授时、大气科学、地球动力学等诸多领域具有独特的应用价值。然而由于相位观测值中非差模糊度与未校准相位硬件延迟偏差UPD（Uncalibrated
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Delay）具有强相关性，因此导致得到的PPP定位结果均为浮点解。为了恢复非差模糊度的整数特性从而得提升PPP定位精度，缩短PPP的收敛时间，需要提前对UPD进行估计。
[0003]虽然目前一些机构可以提供UPD产品，但是提供的UPD产品存在以下两个问题，一是随着当前GNSS星座和波段的增加，目前的UPD产品并没有完全覆盖所有星座的所有波段，且提供的UPD产品均是以超宽巷组合、宽巷组合和窄巷组合的形式播发给用户的，用户端使用起来并不方便。二是当用户端在进行多星座PPP模糊度固定时，当前的UPD产品只能允许用户端选择在每一个独立的星座内分别选择参考星构成星间单差模糊度，然而考虑到一些用户在多个星座中仅选择一颗参考星的需求，有必要在服务端估计一套更加方便用户端使用的面向GNSS全星座全波段的高精度UPD产品。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或至少部分地解决上述问题的一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法、装置及计算机存储介质。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，包括以下步骤：S1：分别建立面向使用码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）信号和频分多址（Frequency Division Multiple Access，FDMA）信号的全星座全波段的非差非组合观测方程。
[0006]S2：实现GNSS全星座全波段的LcUPD估计。
[0007]S3：实现GNSS全星座全波段的TcUPD估计。
[0008]S4：由于在每一个特定接收机类型的测站网中均可以得到全星座全波段的LcUPD产品和TcUPD产品，因此在服务端可以估计得到多个面向于不同接收机类型的全星座全波段的LcUPD产品和TcUPD产品，然后将其播发给用户。
[0009]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计装置，包括：
构建模块，被配置为分别建立面向使用码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）信号和频分多址（Frequency Division Multiple Access，FDMA）信号的全星座全波段的非差非组合观测方程。
[0010]LcUPD估计模块，被配置为用于实现GNSS全星座全波段的LcUPD估计。
[0011]TcUPD估计模块，被配置为用于实现GNSS全星座全波段的TcUPD估计。
[0012]发送模块，由于在每一个特定接收机类型的测站网中均可以得到全星座全波段的LcUPD产品和TcUPD产品，因此在服务端可以估计得到多个面向于不同接收机类型的全星座全波段的LcUPD产品和TcUPD产品，然后将其播发给用户。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信。
[0014]所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行本专利技术所述的估计方法对应的操作。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行本专利技术所述的估计方法对应的操作。
[0016]本专利技术提供一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法相对于现有技术具有以下有益效果：本专利技术采集对应于GNSS全星座全波段的观测数据，构建非差非组合形式的伪距和相位观测方程，采用最小二乘方法，估计每一个特定接收机类型下的GNSS全星座全波段的LcUPD产品和TcUPD产品，设计LcUPD和TcUPD产品文件格式，并播发给用户使用；相较于现有UPD产品计算方法，本专利技术不仅估计GNSS全星座全波段的高精度UPD产品；同时，避免只能允许用户端在每个独立的星座内分别选取参考星构造星间单差模糊度而带来的限制，较传统的UPD产品计算方法具有显著的优势与特点。
[0017]以上所述，仅为本专利技术技术方案的概述，为另能够更加清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特定和优点能够更加明显易懂，以下是本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅用于示出优先实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法流程示意图；图2示出了GNSS全星座全波段的原始频点LcUPD估计流程示意图；图3示出了GNSS全星座TcUPD处理流程示意图；图4示出了 LcUPD产品文件格式示例；图5示出了TcUPD产品文件格式示例；图6示出了顾及接收机类型的GNSS全星座全波段的LcUPD和TcUPD的估计装置的结构示意图；图7示出了电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]如图1所示，一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，顾及接收机类型，覆盖GNSS全星座全波段，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：分别建立面向使用码分多址CDMA信号和频分多址FDMA信号的全星座全波段的非差非组合观测方程；S2：实现GNSS全星座全波段的松组合未校准相位硬件延迟偏差LcUPD估计；S3：实现GNSS全星座全波段的紧组合未校准相位硬件延迟偏差TcUPD估计；S4：在每一个特定接收机类型的测站网中得到全星座全波段的LcUPD产品和TcUPD产品，在服务端估计得到多个面向于不同接收机类型的全星座全波段的LcUPD产品和TcUPD产品，然后将其播发给用户。2.如权利要求1所述的一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，其特征在于：所述S1中，建立面向使用码分多址CDMA信号的非差非组合观测方程，具体包括：S11：针对使用CDMA信号的全星座全波段的非差非组合观测方程如下：
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(1) ，
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(2) ，其中，，式中，和分别表示面向CDMA信号的非差非组合伪距观测方程和相位观测方程；和分别表示面向CDMA信号的提前经过误差改正后的非差非组合伪距观测方程和相位观测方程；在参数上方加入标识符表示该参数已经不再是参数物理量本身，而是吸收了其它部分参数后重组的参数；表示卫星标识；表示接收机标识；表示频率标识，其中对应的是IGS分析中心提供的基于双频消电离层组合估计的精密卫星钟差产品的两个频率，而对应的是其他频率；表示其它误差；表示接收机与卫星之间的几何距离；表示光速；表示真实的卫星钟差；表示IGS提供的依据第一波段和第二波段构造的双频消电离层组合解算的精密钟差产品，该产品实际上吸收了基于第一波段和第二波段构造的双频消电离层组合形式下的卫星端伪距硬件延迟偏差；表示真实的接收机钟差；表示参数重组后的接收机钟差；和分别表示对流层映射函数和对流层湿延迟；表示第波段的电离层延迟因子，表达式为；表示第一波段的电离层延迟；表示第一波段参数重组后的电离层延迟；表示第波段的波长；表示第波段的频率；表示第波段的浮点模糊度；
表示第波段的整数模糊度；和分别为第波段的伪距噪声和相位噪声；和分别表示双频消电离层组合的两个系数；和分别表示对应第一波段和第二波段的接收机端和卫星端的差分形式的伪距硬件延迟偏差；和分别表示对应第波段的接收机端和卫星端的伪距硬件延迟偏差；和表示基于第一波段和第二波段构造的双频消电离层组合形式下的接收机端和卫星端伪距硬件延迟偏差；和分别表示对应第波段的接收机端和卫星端的相位硬件延迟偏差；表示针对第3波段及以上的伪距观测值需要额外估计的一个频间偏差参数。3.如权利要求1或2所述的一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，其特征在于：所述S1中，建立面向频分多址FDMA信号的全星座全波段的非差非组合观测方程如下所示： (3) ，式中，和分别表示面向FDMA信号的非差非组合伪距观测方程和相位观测方程；和分别表示面向FDMA信号的提前经过误差改正后的非差非组合伪距观测方程和相位观测方程；表示GLONASS卫星的频率编号，其取值范围为；和分别表示对应第波段的伪距IFB和相位IFB，其余参数均与基于CDMA信号的非差非组合观测方程相同。4.如权利要求1或2所述的一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，其特征在于：所述S2具体包括：S21：使用相同类型的接收机构成基于特定接收机类型的测站网；S22：在特定类型接收机构建的测站网内，依次对每一个测站构建非差非组合观测方程，从而能够得到每一个星座中每一个波段的模糊度浮点解，进一步构造出多组超宽巷模糊度浮点解和一组宽巷模糊度浮点解；S23：在相同接收机类型构建的测站网内，假如在该测站网内有m个测站跟踪n颗来自于同一星座的卫星，那么在每一个独立的GNSS星座中采用最小二乘方法计算n颗卫星对应的多组超宽巷LcUPD和一组宽巷LcUPD；S24：针对每一个测站可观测到的每一颗卫星，利用S23得到的多组超宽巷LcUPD和一组宽巷LcUPD改正宽巷模糊度浮点解，并进一步采用直接取整方式得到宽巷模糊度固定解，然后联合两个波段的原始频点模糊度浮点解得到窄巷模糊度浮点解；S25：在相同接收机类型构建的测站网内计算每一个测站所观测的n颗来自于同一星座的卫星的窄巷LcUPD；S26：对于测站网中的每一个测站，在每一个星座内，利用S23估计的多组超宽巷LcUPD和一组宽巷LcUPD以及S24估计的一组窄巷LcUPD，逐步得到该星座内全波段的原始频点LcUPD。
5.如权利要求4所述的一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，其特征在于：所述S22具体包括，对于任意一组超宽巷模糊度浮点解和宽巷模糊度浮点解，其表示为：
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(4) ，式中，下角标、分别表示超宽巷和宽巷、表示测站网内任意一个接收机；表示某一星座中的任意一颗卫星；表示超宽巷或宽巷模糊度浮点解；表示超宽巷或宽巷模糊度固定解；表示参数重组后的接收机端超宽巷或宽巷相位硬件延迟偏差；表示参数重组后的卫星端超宽巷或宽巷相位硬件延迟偏差，即超宽巷LcUPD和宽巷LcUPD。6.如权利要求4所述的一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，其特征在于：所述S23具体包括，在每一个独立的GNSS星座中采用最小二乘方法计算n颗卫星的超宽巷LcUPD和宽巷LcUPD，表达式如下：
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(5) ，式中，表示取小数部分；下角标、分别表示超宽巷、宽巷；表示来自于同一星座的第颗卫星；表示第个测站；表示第颗卫星第个测站对应的模糊度浮点解；表示第颗卫星第个测站对应的模糊度整数解；表示接收机的参数重组的超宽巷组合或宽巷组合后的相位硬件延迟偏差；表示卫星的参数重组的超宽巷组合或宽巷组合后的相位硬件延迟偏差；之后，在每一个星座内重复使用式(5)，从而获得每一个星座内多组不同波段组成的超宽巷LcUPD和宽巷LcUPD。7.如权利要求4所述的一种GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法，其特征在于，所述S24：针对每一个测站可观测到的每一颗卫星，利用S23得到的多组超宽巷LcUPD和一组宽巷LcUPD改正宽巷模糊度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁波，吕震，李子申，王志宇，汪亮，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：