本发明专利技术公开了多卫星导航星基增强系统(SBAS)提高定位精度的方法和系统，可用于全球导航卫星系统(GNSS)接收机的定位运算，提高定位精度。其技术方案为：对多个星基增强系统的快速改正信息、长期误差改正信息、电离层延迟改正值进行数据融合，以数据融合后的快速改正信息、长期误差改正信息和电离层延迟改正值参与卫星导航系统的定位运算，来提高多卫星导航星基增强系统下的GNSS接收机的定位精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种卫星导航的提高定位精度的计算方法，尤其涉及利用多卫星导航星基增强系统提高定位精度的方法和系统。
技术介绍
卫星导航星基增强系统(SBAS)属于卫星导航广域增强系统中的一种，它通过地球同步卫星(GEO)将卫星导航系统的误差改正值和完好性数据播发给全球导航卫星 (GNSS)接收机，GNSS接收机利用这些误差改正值对接收机的观测量进行修正，以消除这些误差对定位结果的影响，提高卫星导航定位的精度。星基增强系统播发的卫星导航系统的误差改正值包括以下几个方面1)导航卫星星历误差改正值；2)导航卫星星钟误差改正值；3)导航卫星信号的电离层垂直传播延迟。目前已经得到应用的星基增强系统包括美国的WAAS (广域增强系统)、欧洲的 EGNOS(对地导航重叠服务)、日本的MSAS(多功能导航增强系统)和我国的SNAS(基于北斗GEO卫星播发增强信号的卫星导航增强系统)。还有一些星基增强系统在建设中，如印度的GAGAN (GEO增强导航系统)等。亚太地区用户可接收到多个星基增强系统的信号，但目前一般采用单个星基增强系统播发的数据对GNSS接收机的定位运算进行修正。由于星基增强系统采用的广域增强技术不要求用户GNSS接收机与基准站之间保持严格的时空相关性要求，因此对多星基增强系统播发的数据进行融合优化成为可能。星基增强系统为获得卫星导航系统的误差改正值，建立了地面观测网；不同星基增强系统的地面观测网覆盖区域不同，观测的区域也不同，导致的结果是，不同的星基增强系统在其观测的区域可以提供更好的误差改正值，特别是在电离层观测方面，需要区域的长期历史数据的积累和分析。例如日本的MSAS系统对其上空的电离层观测较好，而印度的 GAGAN系统对东南亚和印度洋上空的电离层观测较好。不同星基增强系统发布的改正值的精度呈区域性分布。国际GNSS服务组织IGS提供事后的高精度导航卫星星历、卫星星钟误差和电离层延迟，可对各个星基增强系统播发的卫星导航系统的误差改正值进行事后检验，所产生的误差统计值可作为该星基增强系统播发数据可信度的依据之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进解决上述问题，提供一种多卫星导航星基增强系统提高定位精度的方法，通过多星基增强系统数据融合，使用融合优化后数据，用于GNSS接收机的位置计算，提高定位精度。本专利技术的另一目的在于提供一种多星基增强系统提高定位精度的系统。本专利技术的技术方案为一种多卫星导航星基增强系统提高定位精度的方法，包括以下步骤(1)接收多个星基增强系统的快速改正信息的报文，对每个编号卫星数据使用公式权利要求1. 一种多卫星导航星基增强系统提高定位精度的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)接收多个星基增强系统的快速改正信息的报文，对每个编号卫星数据使用公式2.根据权利要求1所述的多卫星导航星基增强系统提高定位精度的方法，其特征在于，在步骤O)中，所述第i个星基增强系统中的编号卫星的数据参与数据融合的加权值 a^，其中的h根据第i个星基增强系统中该编号卫星的相应数据与国际GNSS服务组织 IGS提供的高精度导航卫星星历和卫星钟差数据之间的误差统计值确定，h取值与该误差统计值成反比；在步骤(3)中，所述第j个星基增强系统的第i个电离层格网点的电离层延迟改正值的加权值…其中的Iu根据第j个星基增强系统的第i个电离层格网点电离层延迟改正值与国际GNSS服务组织IGS提供的电离层延迟数据之间的误差统计值确定，Iij取值与该误差统计值成反比。3. —种多卫星导航星基增强系统提高定位精度的系统，其特征在于，包括以下模块(1)快速改正信息数据融合模块，接收多个星基增强系统的快速改正信息的报文，对每个编号卫星数据使用公式4.根据权利要求3所述的多卫星导航星基增强系统提高定位精度的系统，其特征在于，在长期误差改正信息数据融合模块中，所述第i个星基增强系统中的编号卫星的数据参与数据融合的加权值^bi，其中的h根据第i个星基增强系统中该编号卫星的相应数据与国际GNSS服务组织IGS提供的高精度导航卫星星历和卫星钟差数据之间的误差统计值确定，h取值与该误差统计值成反比；在电离层延迟改正值数据融合模块中，所述第j个星基增强系统的第i个电离层格网点的电离层延迟改正值的加权值…其中的Iu根据第j个星基增强系统的第i个电离层格网点电离层延迟改正值与国际GNSS服务组织IGS提供的电离层延迟数据之间的误差统计值确定，、取值与该误差统计值成反比。5.根据权利要求3或4所述的多卫星导航星基增强系统提高定位精度的系统，其特征在于，所述快速改正信息数据融合模块、长期误差改正信息数据融合模块、电离层延迟改正值数据融合模块和定位运算模块具有多种配置运行方式，包括(1)所述快速改正信息数据融合模块、长期误差改正信息数据融合模块、电离层延迟改正值数据融合模块和定位运算模块，配置于每个用户端GNSS接收机并在其上运行；(2)所述快速改正信息数据融合模块、长期误差改正信息数据融合模块和电离层延迟改正值数据融合模块为所有用户共用，所述数据融合后的快速改正信息、长期误差改正信息和电离层延迟改正值通过无线或有线的通信链路向所有用户广播，每个用户端GNSS接收机配置并运行定位运算模块，以接收到的所述数据融合后的伪距改正值、长期误差改正信息和电离层延迟改正值参与定位运算。全文摘要本专利技术公开了多卫星导航星基增强系统(SBAS)提高定位精度的方法和系统，可用于全球导航卫星系统(GNSS)接收机的定位运算，提高定位精度。其技术方案为对多个星基增强系统的快速改正信息、长期误差改正信息、电离层延迟改正值进行数据融合，以数据融合后的快速改正信息、长期误差改正信息和电离层延迟改正值参与卫星导航系统的定位运算，来提高多卫星导航星基增强系统下的GNSS接收机的定位精度。文档编号G01S19/40GK102305935SQ201110211258公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日专利技术者夏华龙, 沈莉, 陈涤非 申请人:上海埃威航空电子有限公司, 中国航空无线电电子研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多卫星导航星基增强系统提高定位精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）接收多个星基增强系统的快速改正信息的报文，对每个编号卫星数据使用公式：进行所述快速改正信息的数据融合，其中，ＰＲＣｆ合为该编号卫星融合后的伪距改正值，ｎ为接收到的星基增强系统的总数，ＰＲＣｆｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的伪距改正值，ｋｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的数据参与数据融合的加权值，取值范围为０～１且ｋ１＋ｋ２＋．．．＋ｋｎ＝１，并且ｋｉ根据第ｉ个星基增强系统播发的该编号卫星的用户差分距离误差指示ＵＤＲＥＩｉ确定，即：当ＵＤＲＥＩｉ＝１４、１５时或者该编号卫星空缺，ｋｉ＝０，否则ｋｉ与ＵＤＲＥＩｉ成反比；（２）接收多个星基增强系统的长期误差改正信息的报文，对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星位置ｘ轴改正值数据融合，其中：δｘ合为该编号卫星融合后的卫星位置ｘ轴改正值，ｎ为接收到的星基增强系统的总数，δｘｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星位置ｘ轴改正值；ａｉｂｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的数据参与数据融合的加权值，取值范围０～１，且ａ１ｂ１＋ａ２ｂ２＋．．．＋ａｎｂｎ＝１，并且ａｉ根据第ｉ个星基增强系统播发的该编号卫星的相应数据可用性确定，即：当数据不可用或者该编号卫星空缺时，ａｉ＝０，否则ａｉ＝１；ｂｉ取ａｉ为１的个数总和之倒数；对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星位置ｙ轴改正值数据融合，其中：δｙ合为该编号卫星融合后的卫星位置ｙ轴改正值，δｙｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星位置ｙ轴改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意义同上；对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星位置ｚ轴改正值数据融合，其中：δｚ合为该编号卫星融合后的卫星位置ｚ轴改正值，δｚｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星位置ｚ轴改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意义同上；对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星位置ｘ轴速度改正值数据融合，其中：δｘ′合为该编号卫星融合后的卫星位置ｘ轴速度改正值，δｘ′ｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星位置ｘ轴速度改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意义同上；对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星位置ｙ轴速度改正值数据融合，其中：δｙ′合为该编号卫星融合后的卫星位置ｙ轴速度改正值，δｙ′ｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星位置ｙ轴速度改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意义同上；对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星位置ｚ轴速度改正值数据融合，其中：δｚ′合为该编号卫星融合后的卫星位置ｚ轴速度改正值，δｚ′ｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星位置ｚ轴速度改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意义同上；对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星钟偏改正值数据融合，其中：δαｆ０合为该编号卫星融合后的卫星钟偏改正值，δαｆ０ｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星钟偏改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意义同上；对每个编号卫星数据使用公式：进行所述长期误差改正信息中的卫星钟漂改正值数据融合，其中：δαｆ１合为该编号卫星融合后的卫星钟漂改正值，δαｆ１ｉ为第ｉ个星基增强系统中该编号卫星的卫星钟漂改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意义同上；（３）接收多个星基增强系统的电离层格网点排序信息和电离层延迟改正值的报文，使用公式：进行所述电离层延迟改正值的数据融合，其中：ＶＤｉ合为融合后的第ｉ个电离层格网点的电离层延迟改正值，ｎ为接收到的星基增强系统的总数，ＶＤｉｊ为第ｊ个星基增强系统的第ｉ个电离层格网点的电离层延迟改正值，ｋｉｊｌｉｊ为第ｊ个星基增强系统的第ｉ个电离层格网点的电离层延迟改正值的加权值，其取值范围为０～１，且ｋｉ１ｌｉ１＋ｋｉ２ｌｉ２＋．．．＋ｋｉｎｌｉｎ＝１，并且ｋｉｊ取值与第ｊ个星基增强系统播发的第ｉ个电离层格网点的电离层格网延迟误差ＧＩＶＥ成反比，ｌｉｊ＝１／ｎ；（４）以数据融合后的快速改正信息、长期误差改正信息和电离层延迟改正值参与卫星导航系统的定位运算。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涤非，夏华龙，沈莉，
申请(专利权)人：上海埃威航空电子有限公司，中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：31
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