【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星定位授时，具体涉及一种低轨卫星下行导航信号天线pco(phase center offset，相位中心偏差)及硬件时延的标定方法。
技术介绍
1、得益于低轨卫星高度低、速度快、造价成本低等特点，低轨增强gnss(globalnavigation satellite system，全球导航卫星系统)定位导航授时拥有信号强度强、收敛时间短、多路径效应白噪化等一系列优势，在近年获得了越来越多的关注。为利用低轨导航信号实现地面的高精度低轨增强精密单点定位(precise point positioning，ppp)及授时，低轨卫星下行导航信号线路上的一系列误差及偏差须被准确标定、建模、或整合求解，这其中包括低轨卫星轨道、星钟、地面钟、对流层延迟以及各类硬件时延等。
2、gnss卫星往往利用批量地面站观测信号进行网解求得卫星钟差及轨道，求得的卫星钟差常含有下行导航信号天线的无电离层组合(ionosphere-free，if)伪距硬件时延，地面用户在进行定位时只需依托此信息，根据自身使用的伪距观测类型进行差分码偏差(differential code bias，dcb)改正。
3、区别于gnss卫星产品的地面站网解求解方式，低轨卫星由于轨道高度低，在地球的投影面积远小于gnss卫星，即使在陆地密集建造地面站，也难以拥有连续持续的地面观测。因此，低轨卫星的高精度轨道及卫星钟差的求解往往依赖于其星载gnss观测信号，使低轨卫星作为gnss信号的用户求得精密轨道与卫星钟差。这直接导致了一个问题，即求解的低
4、然而，由于相关硬件时延标定的在轨及地面表现可能呈现较大不同，为减少相应偏差影响，应使用在轨标定硬件时延。低轨卫星星载gnss接收机及天线的if伪距硬件时延可通过星载gnss信号求解得到，而下行导航信号发射器及天线的if伪距硬件时延只能利用接收到该下行导航信号的地面站进行求解。鉴于低轨卫星的地面投影面积小，且能接收低轨导航信号的地面站数量在可预见的短期未来内将相当有限，下行导航信号发射器及天线的if伪距硬件时延求解面临挑战。
5、与硬件时延类似，低轨卫星下行导航信号天线相位中心偏差(phase centeroffset，pco)的地面和在轨表现很可能有较大差异，须使用在轨标定pco方能减少其偏差影响。同样，低轨卫星下行导航信号天线的pco也须利用能接收低轨卫星下行导航信号的地面站进行求解，面临较大挑战。当前，低轨卫星下行导航信号目前尚未真正投入广泛使用，为解决下行导航信号天线的硬件时延与pco使用问题，最简单直接的方式是直接使用卫星上天前的地面标定。
6、然而，使用地面标定最直接的问题是无法捕捉地面与在轨硬件时延与pco的变化，以及硬件时延及pco随时间甚至温度的变化。此外，由于低轨卫星地面投影面积小及跨天线硬件时延使用的问题，gnss当前处理下行导航信号天线的pco及硬件时延的方式也不适用于低轨卫星。
7、因此，急需一种适用于低轨卫星的下行导航信号天线pco及硬件时延标定方法，以解决低轨导航所涉及的卫星硬件时延跨天线问题，以及在轨与地面标定的pco与硬件时延不同的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法。本专利技术提供的技术方案如下：
2、第一方面，本专利技术提供了一种低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法，包括：
3、利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定，计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；
4、基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离gnss信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线pco及硬件时延修正量解算，或者以联合gnss信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线pco及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的修正量；
5、其中，所述修正量包括pco修正量、硬件时延常数项修正量以及硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
6、基于所述修正量对低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的在轨标定。
7、第二方面，本专利技术提供了一种低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定系统，包括：
8、第一计算模块，用于利用低轨卫星精密定轨定时结果及地面标定，计算低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值；
9、第二计算模块，用于基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离gnss信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线pco及硬件时延修正量解算，或者以联合gnss信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线pco及硬件时延修正量解算，得到低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的修正量；
10、其中，所述修正量包括pco修正量、硬件时延对温度的常数项修正量以及硬件时延对温度的一阶导数项修正量；
11、修正模块，用于基于所述修正量对所述低轨卫星下行导航天线的pco及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的在轨标定。
12、本专利技术的有益效果：
13、本专利技术利用能接收低轨卫星下行导航信号的地面站及其接收的低轨卫星下行导航信号，以分离或联合gnss信号和低轨卫星下行导航信号的方式对低轨卫星下行导航信号天线硬件时延及pco进行了在轨标定，这其中顾及了硬件时延随温度的变化，利用低轨卫星下传的下行导航信号天线的温度，求解了硬件时延的常数项和对温度的一阶导数项，实现了低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的在轨标定，解决了低轨导航所涉及的卫星硬件时延跨天线问题，以及在轨与地面标定的pco与硬件时延不同的问题。
14、以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
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1.一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值的表达式为：
3.根据权利要求2所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，包括：
4.根据权利要求3所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述第一观测方程表示为：
5.根据权利要求2所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以联合GNSS信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线PCO及硬件时延修正量解算，包括：
6.根据权利要求5所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其
7.根据权利要求6所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，当进行多系统GNSS求解时，所述第二观测方程还包括：
8.根据权利要求1所述的低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述修正量对所述低轨卫星下行导航天线的PCO及硬件时延进行修正，以实现低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的在轨标定的公式为：
9.一种低轨卫星下行导航信号天线PCO及硬件时延的标定系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值的表达式为：
3.根据权利要求2所述的低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述低轨卫星下行导航信号天线相位中心轨道初值及卫星钟差初值，以分离gnss信号和低轨卫星下行导航信号的方式进行下行导航信号天线pco及硬件时延修正量解算，包括：
4.根据权利要求3所述的低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述第一观测方程表示为：
5.根据权利要求2所述的低轨卫星下行导航信号天线pco及硬件时延的标定方法，其特征在于，所述基于所述低轨卫星下行...
【专利技术属性】
技术研发人员：王侃，刘嘉伟，杨旭海，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：
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