【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电离层误差修正，特别地，涉及一种卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质。
技术介绍
1、卫星双向时间频率传递技术(satellite two-way time and frequencytransfer，twstft)是一种利用卫星进行跨地区、长距离的时间和频率传递的技术，它可以用于实现高精度的时间同步和频率比对，解决地球上不同地区之间的时间差异和频率偏移。twstft具有长距离传输和高精度同步的优点，并且在科研、通信、导航等领域具有重要的应用，对于国际时间比对、全球卫星导航系统的运行以及国际科学合作等方面起着关键作用。在twstft过程中，信号传播路径具有近似对称性，这使得路径上的影响大部分被抵消，尽管如此，剩余的部分误差对于高精度的时间比对来说也是不可忽略的，尤其突出的是电离层误差。
2、目前，常用的电离层误差修正方法包括电离层模型法和双频实时测定法。其中，电离层模型法是基于电离层模型(如klobuchar模型)，通过预先估计电离层延迟来进行修正，然而，由于电离层时空变化的复杂性，模型的准确性较差，尤其在电离层活动较强的情况下，此外，模型法无法处理特定地区或特殊时段的电离层变化，可能导致修正结果有一定偏差。而双频实时测定法是利用两个频段(通常是l1和l2波段)的载波相位测量值，通过差分或组合来消除电离层的影响，通过测量两个频段之间的频率差异，可估计电离层延迟并进行修正。然而，它的应用相对复杂，需要双频接收机以及更复杂的数据处理算法。此外，该方法也受到多径效
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有电离层误差修正方法存在的修正结果存在偏差的技术问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，包括以下内容：
3、基于gnss观测数据计算得到穿刺点处的第一垂直电子含量，对gim数据进行空间内插得到穿刺点处的第二垂直电子含量，并基于第一垂直电子含量和第二垂直电子含量进行作差计算，得到穿刺点处的差分垂直电子含量；
4、构建差分垂直电子含量的球谐函数模型，将不同时刻计算得到的差分垂直电子含量输入至球谐函数模型中计算得到对应时刻的球谐函数系数，并构建球谐函数系数关于时间参数的多项式模型；
5、利用多项式模型预测目标时刻的球谐函数系数，并将预测的球谐函数系数代入球谐函数模型中计算得到目标时刻的差分垂直电子含量；
6、基于目标时刻的差分垂直电子含量对卫星双向时间频率传递中的电离层误差进行修正。
7、进一步地，基于下式计算穿刺点处的第一垂直电子含量：
8、
9、
10、
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17、
18、其中，pif和lif分别表示消电离层组合的码观测值和载波相位观测值，ρ表示接收机到卫星的距离，c表示光速，dtr表示接收机钟差，dts表示卫星钟差，和分别表示接收机和卫星的硬件延迟，上标r和s分别代表接收机端和卫星端，t表示对流层延迟，εp表示观测噪声，nif表示消电离层组合模糊度，和分别表示接收机和卫星的相位延迟，和分别表示p1码和p2码的硬件延迟偏差，和分别表示p1码的接收机端和卫星端硬件延迟偏差，和分别表示p2码的接收机端和卫星端硬件延迟偏差，γ2表示gnss接收机接收到的两个频率信号的比值的平方，表示差分码偏差，和分别表示接收机和卫星的差分码偏差，i1表示第1频率的电离层参数，表示非差非组合ppp得到的电离层观测量，stec表示穿刺点处的斜向电离层电子含量，f1表示l1载波的频率，vtec表示穿刺点处的第一垂直电子含量，z表示测站的天顶距，r表示地球半径，h表示电离层距离地面的高度。
19、进一步地，基于下式对gim数据进行空间内插得到穿刺点处的第二垂直电子含量：
20、
21、其中，λ和分别表示穿刺点处的地理经度和地理纬度，表示穿刺点处的第二垂直电子含量，p和q分别表示水平和垂直方向上的插值权重，iws、ies、iwn和ien分别表示左下、右下、左上、右上格网点处的电子含量。
22、进一步地，所述球谐函数模型的表达式为：
23、
24、其中，表示穿刺点处的差分垂直电子含量，λ和分别表示穿刺点处的地理经度和地理纬度，s表示日固系中穿刺点的经度，nmax表示二维泰勒级数展开纬度方向的最大阶数，m表示球谐函数的次数，表示完全正则化的非整阶缔合勒让德函数，anm和bnm表示完全正则化的球谐函数系数。
25、进一步地，所述多项式模型的表达式为：
26、yi＝β0i+β1i*t+β2i*t2+β3i*t3
27、其中，yi表示球谐各阶次系数中的第i个系数，β0i、β1i、β2i、β3i分别表示与其对应的多项式0阶、1阶、2阶、3阶系数，t表示时间参数。
28、进一步地，所述基于目标时刻的差分垂直电子含量对卫星双向时间频率传递中的电离层误差进行修正的过程包括以下内容：
29、对gim电离层产品的数据进行目标时间点的时间双线性内插，得到特定经纬度穿刺点在目标时刻的第二垂直电子含量；
30、利用目标时刻的差分垂直电子含量与内插得到的特定经纬度穿刺点在目标时刻的第二垂直电子含量进行求和运算，得到修正后的第二垂直电子含量；
31、利用投影函数将修正后的第二垂直电子含量转换为斜向电离层电子含量，并基于斜向电离层电子含量计算得到卫星双向时间频率传递中的电离层时延误差。
32、进一步地，时间双线性内插的计算公式为：
33、
34、其中，表示穿刺点在目标时刻的第二垂直电子含量，t表示目标时刻，λ和分别表示穿刺点处的地理经度和地理纬度，ti与ti+1表示相邻的两个历元，表示ti历元下、穿刺点处的第二垂直电子含量，表示ti+1历元下、穿刺点处的第二垂直电子含量。
35、另外，本专利技术还提供一种卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正系统，包括：
36、差分计算模块，用于基于gnss观测数据计算得到穿刺点处的第一垂直电子含量，对gim数据进行空间内插得到穿刺点处的第二垂直电子含量，并基于第一垂直电子含量和第二垂直电子含量进行作差计算，得到穿刺点处的差分垂直电子含量；
37、模型构建模块，用于构建差分垂直电子含量的球谐函数模型，将不同时刻计算得到的差分垂直电子含量输入至球谐函数模型中计算得到对应时刻的球谐函数系数，并构建球谐函数系数关于时间参数的多项式模型；
38、预测计算模块，用于利用多项式模型预测目标时刻的球谐函数系数，并将预测的球谐函数系数代入球谐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，包括以下内容：
2.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，基于下式计算穿刺点处的第一垂直电子含量：
3.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，基于下式对GIM数据进行空间内插得到穿刺点处的第二垂直电子含量：
4.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，所述球谐函数模型的表达式为：
5.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，所述多项式模型的表达式为：
6.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，所述基于目标时刻的差分垂直电子含量对卫星双向时间频率传递中的电离层误差进行修正的过程包括以下内容：
7.如权利要求6所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，时间双线性内插的计算公式为：
8.一种卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正系统，其特征在于，包
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如权利要求1～7任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读取的存储介质，用于存储在卫星双向时间频率传递中对电离层误差进行修正的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在计算机上运行时执行如权利要求1～7任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，包括以下内容：
2.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，基于下式计算穿刺点处的第一垂直电子含量：
3.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，基于下式对gim数据进行空间内插得到穿刺点处的第二垂直电子含量：
4.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，所述球谐函数模型的表达式为：
5.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，所述多项式模型的表达式为：
6.如权利要求1所述的卫星双向时间频率传递中电离层误差的修正方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王智，刘谋海，杨静，申丽曼，曾伟杰，吴聪，马叶钦，贺星，苏玉萍，刘立平，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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