[发明专利]基于脉冲星的导航星座时间同步和定向参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导航卫星星座时间同步和空间定向参数测量方法，适用于导航卫星自主导航领域。

背景技术

为增强GNSS的自主导航能力，国际上开展了大量研究工作，先后提出了不同的技术和方法，对有关技术进行了实验研究。研究表明，星间链路导航技术是一种实现GNSS自主导航的可行方法。基于星间链路的自主导航是指导航星座卫星在长期得不到地面测控系统支持情况下，通过星间双向测距、数据交换以及星载处理器滤波处理，不断修正地面站注入的卫星长期预报星历及时钟参数，并自主生成导航电文，满足用户高精度导航定位应用需求的实现过程。星间链路测量，能实现星座内部卫星间的相对距离和相对钟差的测量，利用星间观测进行整网定位是一个无外部基准的测量过程。单独利用星间链路导航技术，能在许可的导航误差限度内实现短期自主导航，仍然不能实现真正意义的长期自主导航。在长期没有地面运控系统支持的情况下，星间链路自主导航技术只能够保持星座的基本构形和星座内部平均时间。由于星间链路自主导航技术没有外部基准作参考，星座整体相对于惯性参考架存在着缓慢旋转，星座平均时间存在着长期漂移。星座整体的缓慢旋转和星座平均时间的长期累积误差，单靠星间链路导航技术本身是无法测量的，需要依赖导航星座外部的参考基准。脉冲星时空参考架作为惯性参考基准，可以用来测量导航星座相对于脉冲星空间参考架的缓慢旋转和导航星座平均时间相对于脉冲星时间的长期漂移。目前，还没有见到有关该方面测量技术方法的任何文献。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种在应用星间链路导航技术情况下，以脉冲星时空参考架为参考基准，测量导航星座整体旋转(导航星座的旋转参数，也称为定向参数)和实现导航星座时间同步(测量导航星座平均时间偏差)的方法。导航星座空间定向参数定义为星间链路导航参考架相对于脉冲星惯性参考架的三个旋转参数；导航星座平均时间偏差定义为星间链路导航确定的导航星座平均时间相对于脉冲星时间的偏差。我们提出了两种不同的导航星座时间同步和定向参数测量方法，即，单站观测法和较差观测法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1.导航星座定向参数定义

设导航卫星在地心参考系的位置矢量表示为r→S=XYZT,]]>由星间链路导航提供的同一颗导航卫星同一时刻地心参考系的位置矢量表示为r→~S=xyzT,]]>