基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度差分信息生成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度差分信息生成方法，它涉及大地測量、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域，特別涉及導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)自主完好性計算和系統(tǒng)完好性計算、差分信息生成等計算方法，所述技術(shù)包括：1、根據(jù)天線高度、PCO值進(jìn)行相位中心改正；2、根據(jù)已知點位信息計算系統(tǒng)完好性信息；3、剔除故障衛(wèi)星；4、對可見的健康衛(wèi)星生成偽距差分改正信息；5、對可見的健康衛(wèi)星生成載波相位差分改正信息；6、按最簡格式進(jìn)行差分信息發(fā)播。本發(fā)明由于充分考慮了自主完好性和系統(tǒng)完好性因素，所以提供給用戶的差分信息更具實用性；另外，充分考慮原始觀測信息形成過程中的誤差并對其進(jìn)行處理，因此具有更高的精度特點。
【專利說明】基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度差分信息生成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大地測量、衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，特別涉及導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)自主完好性計算和 系統(tǒng)完好性計算、差分信息生成等計算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國自主研制和建設(shè)的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。目 前，系統(tǒng)由5顆GEO衛(wèi)星、5顆IGS0、4顆MEO衛(wèi)星組成，系統(tǒng)每顆衛(wèi)星發(fā)播三個頻點、兩個支 路的導(dǎo)航信號，能夠滿足多種形式的使用要求，同時系統(tǒng)指標(biāo)將達(dá)到世界同類衛(wèi)星導(dǎo)航定 位系統(tǒng)水平，特別是對高精度衛(wèi)星導(dǎo)航用戶機的應(yīng)用有著巨大的優(yōu)勢。
[0003] 差分信息可以是原始的觀測量信息+已知點坐標(biāo)的形式，也可以是經(jīng)過已知位置 信息改正過的載波和偽距差分信息。無論是哪種方式的差分信息，精度是其存在的重要條 件。差分信息的高精度形成，需要從天線相位中心改正、原始觀測量精度、完好性狀況、最簡 協(xié)議下的無精度損失協(xié)議等方面綜合設(shè)計實現(xiàn)。
[0004] 傳統(tǒng)差分信息形成算法只是針對用戶機接收到的所有衛(wèi)星的觀測量信息形成差 分信息，發(fā)播給用戶。未考慮到衛(wèi)星出現(xiàn)故障的情況或是僅僅通過截止高度角設(shè)置等簡單 處理，來篩選合適衛(wèi)星信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種高精度差分信息形成算法，該方法在傳統(tǒng)差分信息形 成算法的基礎(chǔ)上，由自主完好性（RAM)和系統(tǒng)完好性處理后的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解算，以 達(dá)到給用戶提供可靠、高精度的差分信息的目的。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精 度差分信息生成方法，其特征在于，通過對精確的已知坐標(biāo)信息和架設(shè)的零相位中心天線 高度、PCO信息，生成一定范圍內(nèi)的高精度的偽距差分信息和載波相位差分信息，并將這些 信息壓縮，以最簡格式進(jìn)行發(fā)播。
[0007] 具體包括以下步驟： (1) 根據(jù)天線高度、PCO值進(jìn)行相位中心改正； (2) 根據(jù)已知點位信息計算系統(tǒng)完好性信息； (3) 計算自主完好性并剔除故障衛(wèi)星； (4) 對可見的健康衛(wèi)星生成偽距差分改正信息； (5) 對可見的健康衛(wèi)星生成載波相位差分改正信息； (6) 按最簡格式進(jìn)行差分信息發(fā)播。
[0008] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明利用基準(zhǔn)站設(shè)置在坐標(biāo)高精度已知的條件，通過星歷信息，計算出衛(wèi)星至基準(zhǔn) 站天線相位中心的精確距離信息。利用反算得到的電離層延遲、對流層延遲模型改正等算 法處理后的距離改正，對原始距離信息進(jìn)行改正。由于充分考慮了自主完好性和系統(tǒng)完好 性因素，所以提供給用戶的差分信息更具實用性；另外，充分考慮原始觀測信息形成過程中 的誤差并對其進(jìn)行處理，因此具有更高的精度特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明高精度差分信息形成方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0011] 本發(fā)明高精度差分信息形成方法如圖1所示，主要包括：（1)利用基準(zhǔn)站設(shè)置在坐 標(biāo)高精度已知的條件，通過星歷信息，計算出衛(wèi)星至基準(zhǔn)站天線相位中心的精確距離信息。 利用反算得到的電離層延遲、對流層延遲模型改正等算法處理后的距離改正，對原始距離 信息進(jìn)行改正；（2)據(jù)此，再將經(jīng)距離改正的偽距或載波歷元差信息與計算的精確距離信 息進(jìn)行比較，從而判斷出可能存在故障的衛(wèi)星，并剔除故障衛(wèi)星；（3)如果衛(wèi)星信息正常， 轉(zhuǎn)入自主完好性監(jiān)測流程，經(jīng)自主完好性監(jiān)測算法"考驗"的衛(wèi)星信息，再結(jié)合截止高度角 信息，將剩余的原始觀測量信息或差分信息經(jīng)相位中心改正等處理后，發(fā)播給用戶。
[0012] 本發(fā)明的具體方法主要分為如下6個步驟，各步驟的具體內(nèi)容如下： (1)根據(jù)天線高度、PCO (天線相位中心偏差）值進(jìn)行相位中心改正： PC0,反映的是平均天線相位中心與天線參考點之間的偏差，其數(shù)值可以由天線制造商 或者其他的第三方機構(gòu)來測定，在站心坐標(biāo)系下表示，比如N、E、U方向的偏差值。根據(jù) 此偏差值，結(jié)合已知點坐標(biāo)，將天線相位中心所在位置處理為已知點，且坐標(biāo)高精度已知。
[0013] (2)根據(jù)已知點位信息計算系統(tǒng)完好性信息 偽距觀測模型可表示為：>s = Jrr + s 其中，V是觀測偽距與近似計算偽距差值的W維矢量，謂為衛(wèi)星數(shù)； 維的系數(shù)矩陣；X是4維待參數(shù)矢量，包括3個用戶位置改正參數(shù)和1個接收機鐘偏改正 參數(shù)；是卩2維觀測偽距噪聲矢量；是11 X Ff維觀測偽距權(quán)矩陣：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度差分信息生成方法，其特征在于，通過對精確 的已知坐標(biāo)信息和架設(shè)的零相位中心天線高度、PCO信息，生成一定范圍內(nèi)的高精度的偽距 差分信息和載波相位差分信息，并將這些信息壓縮，以最簡格式進(jìn)行發(fā)播。
2. 如權(quán)利1所述的基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度差分信息生成方法，其特征在于， 包括以下步驟： (1) 根據(jù)天線高度、PCO值進(jìn)行相位中心改正； (2) 根據(jù)已知點位信息計算系統(tǒng)完好性信息； (3) 計算自主完好性并剔除故障衛(wèi)星； (4) 對可見的健康衛(wèi)星生成偽距差分改正信息； (5) 對可見的健康衛(wèi)星生成載波相位差分改正信息； (6) 按最簡格式進(jìn)行差分信息發(fā)播。
【文檔編號】G01S19/41GK104407368SQ201410605412
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】王立兵, 高宏, 任曦明, 薛光輝, 王奉帥, 李旭, 時荔蕙, 吳志成, 賈永軍, 楊麗博, 楊濤, 朱保華 申請人:中國人民解放軍63961部隊, 中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所