【技术实现步骤摘要】
基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法
[0001]本专利技术涉及机会信号导航领域，尤其涉及一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法。
技术介绍
[0002]现有PNT系统高度依赖GNSS，其PNT服务尽管具有全天候、全天时和全球覆盖的特点，但存在明显弱点，在复杂环境下信号易被遮蔽、干扰、欺骗等，需要寻找利用一切可利用的PNT信息源，从而提供连续、可用、可靠、稳健的PNT服务。
[0003]随着低轨卫星建造运营技术的进步与成本降低，低轨星座建设迅速，形成了丰富的轨道资源与频点资源，不仅可以增强现有GNSS导航能力，也是具有全球独立定位服务能力的导航新平台。目前低轨星座以非导航合作信号居多，因此多采用机会信号的方式进行低轨卫星导航。
[0004]由于非合作低轨卫星时空基准较差，不公开或缺少精密的轨道信息与时钟信息，只能依靠TLE星历进行简单的轨道模型外推，存在较大的时空基准误差，定位精度差，为了获得更高精度，往往需要配合基站差分观测以及惯导设备的辅助，或者长时间观测和多星座联合观测，又会使得定...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1通过信号时频分析处理方法，获取低轨卫星机会信号多普勒观测量，结合采样时间戳，获得时间维度上的低轨卫星机会信号多普勒观测曲线；S2 获得所述低轨卫星机会信号多普勒观测量对应的卫星ID，将机会信号多普勒观测量与卫星ID进行映射；S3 构建基于高程辅助的机会信号多普勒定位观测模型；S4 进行基于广义多普勒GDOP的历元筛选优化；S5 进行基于残差检验的观测量质量优化；S6 基于所述历元筛选优化和观测量质量优化进行终端位置结算。2.根据权利要求1所述的一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：获得所述低轨卫星多普勒观测量对应的卫星ID，长时观测多普勒，将观测多普勒曲线与预测多普勒曲线匹配进行映射。3.根据权利要求2所述的一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：将低轨卫星机会信号多普勒观测曲线与预测曲线进行比对，累计误差和小于20Hz即认为匹配成功，证明所获取的低轨卫星机会信号多普勒观测量为该卫星ID对应的观测量；未匹配成功则继续遍历其余可见卫星的预测多普勒曲线，直至索引出足够的可用卫星。4.根据权利要求1所述的一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：多普勒定位观测模型表示为：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，s为卫星编号，r为接收机编号，为多普勒频移，为接收时刻，为信号波长，为伪距变化率，为卫星的速度向量，，分别为卫星位置向量，接收机位置向量，c为光速，为卫星与接收机的组合钟漂，为观测噪声。5.根据权利要求4所述的一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：若一段静态观测时间内，共计观测到N颗卫星，待求参数初始解算值为，待求参数真值为，则待求参数初始解算值和待求参数真值的关系表示为：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，为待求参数初始解算值到待求参数真值的改正量，待求参数分别为接收机三维位置与N个卫星与接收机的钟漂组合误差；其中为接收机位置参数初始解算值，为接收机位置参数改正值，为第N颗卫星与接收机的组合钟漂的初始解算值，为第N颗卫星与接收机组合钟漂的改正值；将伪距变化率在初始化参数处线性展开，表示为：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，为根据初始化参数计算得出的伪距变化率估计值，为卫星与接收机组合钟漂的改正值。6.根据权利要求5所述的一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：观测时间内共计有M个观测量，将所有观测量基于最小二乘算法组成误差方程组，表示为：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，为伪距率观测向量，为利用初始化参数计算得到的伪距率估计值向量，为误差方程组的雅阁比矩阵；为待求参数初始解算值到待求参数真值的改正量；利用高程信息辅助基于批量最小二乘的多普勒定位，将地心看做虚拟卫星，则接收机到地心的虚拟伪距观测方程如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，为接收机到地心的虚拟伪距，为地心坐标，为经过高程信息修正后的接收机估计位置，为虚拟观测值的测量误差。
7.根据权利要求6所述的一种基于双重优化的高程辅助低轨卫星机会信号定位方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：将式(5)和式(4)联合得到的误差方程组表示为：
技术研发人员：罗瑞丹，纪明，陈潇，袁洪，杨光，徐佳佳，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。