[发明专利]一种基于GNSS的电离层VTEC闭环测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于GNSS的电离层VTEC闭环测试系统，其特征在于，该测试系统包括BDS/GPS卫星信号模拟器、BDS/GPS双模TEC测试接收机和电离层VTEC测试上位机软件；

所述BDS/GPS卫星信号模拟器用于产生卫星下行导航信号，还用于加载对流层模型、电离层模型，并实现卫星信号经过对流层延时、电离层延时的实时模拟；

所述BDS/GPS双模TEC测试接收机，用于接收所述卫星信号并生成电离层延迟改正模型；

所述电离层VTEC测试上位机软件根据所述电离层延迟改正模型得到跟踪环路的原始观测量和接收机的定位解算信息；所述电离层VTEC测试上位机软件还用于获取接收机与卫星的硬件延迟、电离层VTEC数据、经纬度偏差以及高度偏差；所述电离层VTEC测试上位机软件还用于根据接收机与卫星的硬件延迟、电离层VTEC数据、经纬度偏差以及高度偏差判断电离层延迟改正模型的质量，具体为基于BP神经网络和VTEC多项式模型算法以及经纬度偏差算法，实时输出并显示电离层精准的VTEC数值结果和用户位置的经度偏差、维度偏差和高度偏差信息，可以通过在不同电离层延迟改正模型下的数据对比判断基于BP神经网络和VTEC多项式模型算法得到的某地区电离层延退改正模型的建模质量。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，利用BP神经网络对VTEC多项式模型进行模型补偿。

3.根所权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述多项式模型为：

其中，n,m为多项式的阶数，E_ik为多项式模型的系数，为测区中心点的地理纬度，S₀为测区中心点在测量时段中央时刻t₀时的太阳时角，λ₀为测区中心点的地理经度,S为电离层穿刺点的太阳时角。

4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述多项式模型为：

VTEC＝TEC·cosZ'

其中，TEC为电离层总电子含量，Z'为接收机与卫星直线距离与穿刺点的夹角；

TEC＝9.52437(P₁-P₂)

其中，σ为观测噪声误差，ρ为卫星到接收机之间的距离，P₁,P₂分别是L₁和L₂载波的P码伪距观测量。

5.一种基于GNSS的电离层VTEC闭环测试方法，其特征在于，该测试方法包括：

产生卫星下行导航信号；

加载对流层模型、电离层模型，并实现卫星信号经过对流层延时、电离层延时的实时模拟；

接收所述卫星信号并生成电离层延迟改正模型；

根据所述电离层延迟改正模型得到跟踪环路的原始观测量和接收机的定位解算信息；

获取接收机与卫星的硬件延迟、电离层VTEC数据、经纬度偏差以及高度偏差；

根据接收机与卫星的硬件延迟、电离层VTEC数据、经纬度偏差以及高度偏差判断电离层延迟改正模型的质量，具体为基于BP神经网络和VTEC多项式模型算法以及经纬度偏差算法，实时输出并显示电离层精准的VTEC数值结果和用户位置的经度偏差、维度偏差和高度偏差信息，可以通过在不同电离层延迟改正模型下的数据对比判断基于BP神经网络和VTEC多项式模型算法得到的某地区电离层延退改正模型的建模质量。

6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，利用BP神经网络对VTEC多项式模型进行模型补偿。

7.根据所权利要求5或6所述的测试方法，其特征在于，所述多项式模型为：

其中，n,m为多项式的阶数，E_ik为多项式模型的系数，为测区中心点的地理纬度，S₀为测区中心点在测量时段中央时刻t₀时的太阳时角，λ₀为测区中心点的地理经度,S为电离层穿刺点的太阳时角。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述多项式模型为：

VTEC＝TEC·cosZ'

其中，TEC为电离层总电子含量，Z'为接收机与卫星直线距离与穿刺点的夹角；

TEC＝9.52437(P₁-P₂)

其中，σ为观测噪声误差，ρ为卫星到接收机之间的距离，P₁,P₂分别是L₁和L₂载波的P码伪距观测量。