[发明专利]一种基于低次曲面模型的星钟和星历误差相对改正方法

说明书

本发明公开了一种基于低次曲面模型的星钟和星历误差相对改正方法，通过对星钟误差一站式改正，相对剩余星历误差建立6种低次曲面模型，找出视向残余误差最小的曲面模型，通过6个以上差分站获得曲面模型参数，利用曲面模型参数计算出所在位置的相对剩余星历误差并直接改正，通过对11个差分站优化布局得到修正效果；该方法不需要在各差分站之间建立严格的时间同步网，经过11站差分能将服务区内的视向残余误差修正到很小的范围内，定位精度高。

技术领域

本发明属于卫星导航领域，特别涉及一种基于低次曲面模型的星钟和星历误差相对改正方法

背景技术

传统广域差分方法采用全状态估计法估计星钟和星历误差，假设各站与卫星导航系统的系统时间是完全同步的，全状态估计法用卫星位置和时间构成4维空间，并用最小二乘法估计并分离卫星的误差分量，得到星历误差和星钟误差，可以看成是GPS的逆定位。然而，在卫星导航星基增强系统中，各差分站时间保持完全同步非常困难，当前采用卫星双向时间传递技术，各站之间会有0.3-1ns的时间同步误差，这种误差如果采用理想情况的矢量差分原理解算，站钟时间同步误差会吸收为星历误差，受逆定位DOP的误差放大影响，星历改正数的解算精度同样受较大影响，造成定位精度不高。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种基于低次曲面模型的星钟和星历误差相对改正方法，不需要在各差分站之间建立严格的时间同步网，经过11站差分能将服务区内的视向残余误差修正到很小的范围内，定位精度高。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于低次曲面模型的星钟和星历误差相对改正方法，包括如下步骤：

1)星钟误差一站式改正，把真实的参考点迁移到解算的参考点并对迁移后的伪距误差加以修正，虽然解算出的星钟误差并不是星钟误差真值，但是这种改正对主站是最佳的，因为它将主站到广播星历之间的伪距误差修正到0，主站的定位误差也修正到0；

2)相对剩余星历误差建立6种低次曲面模型；

3)找出拟合误差最小的曲面模型；通过6个均匀分布的差分站，西安110°E34°N、长春126°E45°N、上海122°E33°N、乌鲁木齐86°E45°N、三亚110°E17°N、拉萨94°E29°N，建立曲面模型，将9-49°N与74-138°E格网点通过曲面模型改正后的视向残余误差用曲面图表示出来，找出误差最小的曲面模型；

4)通过6个以上差分站获得曲面模型参数，使用步骤2)中的公式(7)计算模型参数；

5)利用曲面模型参数计算出所在位置的相对剩余星历误差并直接改正，使用步骤3)得到的模型参数计算出所在位置的相对剩余星历误差V，用卡尔曼滤波等预处理算法处理后的伪距减去步骤1)得到的星钟误差再减去相对剩余星历误差V得到修正后的伪距。

6)将步骤5)得到的修正后的伪距代入步骤3)中，在误差曲面图中误差最大的位置增设一个差分站，迭代步骤3)～步骤6)直到伪距定位满足精度要求。

7)通过对11个差分站优化布局得到修正效果，西安110°E34°N、长春126°E45°N、上海122°E33°N、乌鲁木齐86°E45°N、三亚110°E17°N、拉萨94°E29°N、包头110°E41°N、喀什(74°E17°N、长沙110°E29°N、昆明106°E25°N、东沙群岛116°E21°N各建1个差分站，通过对上述11个差分站优化布局得到修正效果；为本方法获得的最佳修正效果。

步骤2)相对剩余星历误差用低次曲面模型可表征为以下几种形式：

V(L，B)＝a₀+a₁L+a₂B+a₃LB (模型1)