一種不受glonass碼頻間偏差影響的實時精密衛星鐘差估計方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及衛星大地測量及導航定位技術領域，尤其涉及一種不受GLONASS碼頻 間偏差影響的實時精密衛星鐘差估計方法。
【背景技術】
[0002] 高精度的實時衛星鐘差改正是支持實時精密單點定位（Real-TimePrecise PointPositioning，RT-PPP)技術的關鍵。由于星載原子鐘易受頻率穩定性、環境溫度變 化等因素影響，IGS及其分析中心提供的超快速衛星鐘差產品在數小時內的預報精度可能 下降至數個ns水平，無法滿足RT-PPP的要求。一般利用全球或局域跟蹤站網絡提供的實 時非差載波相位和偽距觀測值，在固定測站位置和IGS超快星歷提供預報軌道的前提下進 行衛星鐘差的實時估計。基于GPS/GL0NASS組合的RT-PPP需同時提供高精度的實時GPS 和GLONASS衛星鐘差產品。2013年4月1日，IGS正式推出可提供實時衛星軌道和衛星鐘 差產品的RTS(Real-timeService)服務；該項服務目前正處于測試階段，且僅能提供實時 GPS衛星鐘差改正產品。迄今為止，IGS尚未提供官方的GLONASS精密衛星鐘差產品，僅有 ES0C、IAC、GFZ及NRCan四個分析中心提供事后的精密衛星鐘差產品。隨著GLONASS系統 的逐步恢復，全球GLONASS跟蹤站網分布較以往有顯著增加，已具備提供實時GLONASS精密 衛星鐘差產品的基礎。
[0003]與GPS不同，當前的GLONASS系統使用頻分多址（frequencydivisionmultiple access，FDMA)區分來自不同衛星的信號，由此在接收機內部會產生因通道頻率而異的硬件 延遲偏差項（inter-channelbias,ICB)，又稱為頻間偏差（inter-frequnencybias,IFB)。 已有研究表明，GLONASS碼頻間偏差在不同頻率通道間的差異可達數米，且與接收機類型、 固件版本、天線類型等因素有關。在聯合GPS/GL0NASS進行衛星鐘差估計時，需估計兩個接 收機鐘差項，即GPS接收機鐘差和GLONASS接收機鐘差；若GPS與GLONASS衛星鐘差采用的 時間參考基準不同，則還應考慮二者的系統時間偏差。現有技術一般通過引入"系統時差" 參數，將GLONASS接收機鐘差表達成GPS接收機鐘差與系統時差之和的形式。對于GPS接 收機碼硬件延遲，由于所有GPS衛星信號采用相同固定頻率，該延遲將由GPS接收機鐘差吸 收；對于GLONASS接收機碼硬件延遲，碼頻間偏差因頻率不同而存在差異，因而引入的系統 時差將僅吸收接收機GLONASS碼硬件延遲的公共部分。因此，"系統時差"參數將由三部分 組成，即：GPS與GLONASS的系統時間偏差、GLONASS接收機碼平均延遲及需扣除的GPS接收 機碼延遲。顯然，現有技術在進行衛星鐘差估計函數建模中并未考慮GLONASS碼頻間偏差 的影響；GLONASS碼頻間偏差一部分會被估計的GLONASS衛星鐘差吸收，殘余部分將體現在 碼偽距觀測值殘差中。在進行衛星鐘差估計時，由于相位模糊度參數的存在，高精度的相位 觀測值僅決定衛星鐘差在歷元間的精確變化，而偽距觀測值對鐘差解的主要貢獻在于提供 所估計鐘差的時間參考基準。GPS/GL0NASS精密衛星鐘差的聯合實時估計，一般利用來自全 球或區域分布的GNSS參考站網絡實時觀測數據流；對于每顆GLONASS衛星的鐘差估值，在 不同歷元間所參與求解的測站可能并不相同。現有技術并未考慮GLONASS碼偽距觀測值中 的頻間偏差項，這將導致不同參考站碼偽距確定的衛星鐘差參考基準很難收斂至穩定值。 在扣除衛星鐘常數偏差后，各參考站碼頻間偏差的綜合影響將會使GLONASS衛星鐘差估值 出現較大范圍的波動，從而導致GLONASS實時衛星鐘差估計精度的降低。

【發明內容】

[0004] 本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及的缺陷，提供一種不受 GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛星鐘差估計方法。
[0005] 本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：
[0006] 一種不受GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛星鐘差估計方法，包括以下步 驟：
[0007] 步驟1)，獲取來自GNSS參考站網絡的實時GPS、GLONASS觀測數據；
[0008] 步驟2)，對步驟1中獲取的GPS、GLONASS觀測數據進行實時周跳探測，并對發生 周跳的歷元進行標記；
[0009] 步驟3)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數據，分別組 成消電離層組合觀測值；
[0010] 步驟4)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數據，分別建 立GPS、GLONASS衛星觀測方程，其中將GLONASS接收機碼頻間偏差參數與系統時差參數進 行合并，為每顆觀測的GLONASS衛星均設置一個獨立時頻偏差參數；
[0011] 步驟5)，從IGS最新公布的SINEX文件中提取各GNSS參考站位置坐標；從IGS超 快星歷提供的預報軌道提取當前觀測歷元的衛星位置坐標；對觀測方程中的各項誤差源進 行建模改正；選定一個配備穩定頻標的GNSS參考站，將其接收機鐘作為參考鐘；
[0012] 步驟6)，將所有參與解算GNSS參考站的GPS/GL0NASS衛星觀測方程線性化，并表 示成矩陣形式；
[0013] 步驟7)，引入附加約束條件，即假定每個測站所有待估"時頻偏差"之和為0 ;
[0014] 步驟8)，采用擴展卡爾曼濾波方法進行參數估計；其中，對標記為發生周跳的歷 元，將模糊度參數重置后再進行擴展卡爾曼濾波估計；
[0015] 步驟9)，輸出實時衛星鐘差結果。
[0016] 作為本發明一種不受GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛星鐘差估計方法進 一步的優化方案，步驟3)中對于測站r、GPS衛星i組成消電離層組合觀測值的計算公式 為：
【主權項】
1. 一種不受GLONASS碼頻間偏差影響的實時精密衛星鐘差估計方法，其特征在于，包 括以下步驟： 步驟1)，獲取來自GNSS參考站網絡的實時GPS、GLONASS觀測數據； 步驟2)，對步驟1中獲取的GPS、GLONASS觀測數據進行實時周跳探測，并對發生周跳 的歷元進行標記； 步驟3)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數據，分別組成消 電離層組合觀測值； 步驟4)，對步驟1)中獲取的每個GNSS參考站的GPS、GLONASS觀測數據，分別建立GPS、GLONASS衛星觀測方程，其中將GLONASS接收機碼頻間偏差參數與系統時差參數進行合并， 為每顆觀測的GLONASS衛星均設置一個獨立時頻偏差參數；