[发明专利]一种基于云计算的导航数据处理方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于云计算的导航数据处理方法及系统，所述方法包括：获取中高轨GNSS卫星地面跟踪数据和低轨卫星的GNSS卫星观测数据；采用分布式云计算对中高轨GNSS卫星地面跟踪数据和低轨卫星的GNSS卫星观测数据进行预处理；根据预处理后的数据构建地面站到中高轨GNSS卫星的第一观测模型和中高轨GNSS卫星到低轨卫星的第二观测模型；根据预设的参数初始值对第一观测模型和第二观测模型进行线性化处理；采用最小二乘法计算线性化后的第一观测模型和第二观测模型，得到中高轨GNSS卫星和低轨卫星的联合定轨参数。本发明能够高精度的确定低轨卫星轨道，实现导航卫星和低轨卫星的联合定轨和时间同步，从而为用户提供实时高精度服务，提升系统服务性能。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种基于云计算的导航数据处理方法及系统。

背景技术

卫星精密定轨理论始于上20世纪50年代，随着卫星跟踪技术的发展、观测精度的提高以及数据处理误差模型和动力学模型的不断精化，导航卫星定轨精度得到了显著的提高，特别是GPS、GLONASS卫星定轨精度从最初的几百米提高到目前的厘米级。传统的导航卫星精密定轨方法其卫星跟踪数据全部来源于地面站，而跟踪站的地理分布将直接影响导航卫星精密定轨的精度。相较于全星座为中轨道卫星(MEO)的GPS、GLONASS和Galileo系统，我国北斗、日本准天顶星(QZSS)、印度区域导航系统(IRNSS)采用不同的星座设计特性，引入地球同步轨道卫星(GEO)或倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)。

在实现本发明过程中，发明人发现现有的导航数据处理方法至少存在以下问题：

现有的GNSS增强系统依赖于GEO卫星，但是GEO卫星相对地面参考站基本保持不动，导致观测值与轨道、模糊度和钟差之间有强相关性，定轨精度较差。而且，由于GEO卫星轨道高度较高，因此增强信息播发的传输延时长，路径损耗。此外，由于GEO卫星数量有限，且北斗系统较难实现海外布站，导致监测站主要分布于中国大陆地区，无法实现真正的全球覆盖，区域性的监测站分布影响导航卫星广播星历精度及相应的定位、导航和授时服务。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种基于云计算的导航数据处理方法及系统，能够有效减少导航卫星定轨对地面站的依赖，同时又能高精度的确定低轨卫星轨道，确保导航卫星和低轨卫星的联合定轨和时间同步，从而为用户提供实时高精度服务，提升系统服务性能。

本发明的一个方面，提供了一种基于云计算的导航数据处理方法，包括：

获取中高轨GNSS卫星地面跟踪数据和低轨卫星的GNSS卫星观测数据；

分别采用分布式云计算对所述中高轨GNSS卫星地面跟踪数据和低轨卫星的GNSS卫星观测数据进行数据预处理，以去除噪声数据；

根据预处理后的数据构建地面站到中高轨GNSS卫星的第一观测模型和中高轨GNSS卫星到低轨卫星的第二观测模型；

根据预设的参数初始值分别对所述第一观测模型和所述第二观测模型进行线性化处理；

采用最小二乘法计算线性化处理后的第一观测模型和第二观测模型，得到中高轨GNSS卫星和低轨卫星的联合定轨参数。

可选地，所述获取中高轨GNSS卫星地面跟踪数据，包括：

设置与地面站接收机的IP和通信网络，通过IP和通信网络采用RTCM网络协议实时获取所述地面站接收机采集的地面跟踪数据，将所述地面跟踪数据转换成RINEX格式的观测数据；或

通过ftp协议或硬盘下载方式访问所述地面站接收机的存储设备，获取所述地面站接收机实时存储的地面跟踪数据，将所述地面跟踪数据转换成RINEX格式的观测数据。

可选地，所述获取低轨卫星的GNSS卫星观测数据，包括：