[发明专利]基于GNSS精密时间同步的飞行器时差定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于GNSS精密时间同步的飞行器时差定位方法，其特征在于，包括：

基于GNSS精密时间，对多个基站进行时间同步处理，以使得所有基站之间的时间精密同步；

根据时间精密同步后的基站中GNSS接收机中的时间，获取目标飞行器信号源对应各个基站的时差观测值，所述时差观测值为所述目标飞行器信号源发送的同一帧无线电信号到达各个基站的时差；

根据所述时差观测值以及基站的已知坐标，获取所述目标飞行器信号源的坐标，以用于对所述目标飞行器进行定位，包括：

步骤S1，根据接收目标飞行器信号源的基站对应的坐标信息，获取所述目标飞行器信号源的概略坐标(X₀,Y₀,Z₀)；

步骤S2，将任一接收目标飞行器信号源的基站k作为参考基站，根据时差观测值和基站d坐标信息，d，k∈K，d≠k，对于基站d构建观测方程：

其中，(x_d,y_d,z_d)表示第d个基站的坐标信息，(x,y,z)表示目标飞行器信号源的坐标信息，c表示光速；Δt_d表示当基站k为参考基站时，目标飞行器信号源发送的同一帧无线电信号到达第d个基站与参考基站k的时差；

步骤S3，根据接收目标飞行器信号源的基站总数K，构建K-1个观测方程，并根据泰勒级展开法和所述目标飞行器信号源的概略坐标(X₀,Y₀,Z₀)，对K-1个观测方程构建的方程组进行求解，当时，计算过程结束，得到所述目标飞行器信号源的信号源坐标(x,y,z)，以用于对所述目标飞行器信号源进行定位；否则，令(X₀,Y₀,Z₀)＝(x,y,z)，再次执行步骤S2至S3；

所述基于GNSS精密时间，对多个基站进行时间同步处理，以使得每个基站之间的时间精密同步，具体包括：

获取每个基站的GNSS观测数据，并通过探测粗差，将GNSS观测数据中存在粗差的GNSS卫星剔除，以使得每个基站的GNSS观测数据来源于不存在粗差的GNSS卫星，所述GNSS观测数据包括双频伪距和载波相位观测值；

根据剔除粗差后每个基站中的GNSS观测数据，获取每两个基站之间的GNSS共视卫星，并根据所述GNSS共视卫星的观测数据，获取所述GNSS共视卫星的站间单差无电离层组合伪距观测值和站间单差无电离层组合载波相位观测值，以用于构建单差观测方程，所述单差观测方程为：

其中，表示第i个GNSS卫星下基站a和基站b的站间单差无电离层组合伪距观测值；表示第i个GNSS卫星下基站a和基站b的站间单差卫地距；t_ab表示基站a和基站b之间的单差接收机钟差；表示第i个GNSS卫星下基站a和基站b的站间单差对流层延迟；表示第i个GNSS卫星下基站a和基站b的站间单差无电离层组合载波相位观测值，单位为米；表示第i个GNSS卫星下基站a和基站b的单差无电离层组合模糊度项，单位为米；a和b表示GNSS接收机标识，i表示GNSS卫星标识；

其中，表示第i个GNSS卫星下基站a的L1载波的伪距观测值；表示第i个GNSS卫星下基站b的L1载波的伪距观测值；表示第i个GNSS卫星下基站a的L2载波的伪距观测值；表示第i个GNSS卫星下基站b的L2载波的伪距观测值；表示第i个GNSS卫星下基站a的L1载波的载波相位观测值；表示第i个GNSS卫星下基站b的L1载波的载波相位观测值；表示第i个GNSS卫星下基站a的L2载波的载波相位观测值；表示第i个GNSS卫星下基站b的L2载波的载波相位观测值；ρ表示卫地距；λ₁和λ₂分别表示L1载波和L2载波的波长；表示第i个GNSS卫星下基站a的L1载波的模糊度；表示第i个GNSS卫星下基站b的L1载波的模糊度；表示第i个GNSS卫星下基站a的L2载波的模糊度；表示第i个GNSS卫星下基站b的L2载波的模糊度；表示第i个GNSS卫星下基站a的对流层干延迟投影函数；表示第i个GNSS卫星下基站b的对流层干延迟投影函数；表示第i个GNSS卫星下基站a的对流层湿延迟投影函数；表示第i个GNSS卫星下基站b的对流层湿延迟投影函数；T_D,a表示基站a的天顶对流层干延迟；T_D,b表示基站b的天顶对流层干延迟；T_W,a表示基站a的天顶对流层湿延迟；T_W,b表示基站b的天顶对流层湿延迟；f₁表示L1载波频率，f₂表示L2载波频率，(x_a,y_a,z_a)表示基站a的GNSS接收机坐标；(x_b,y_b,z_b)表示基站b的GNSS接收机坐标；表示基站a对应的第i个GNSS卫星的坐标；表示基站b对应的第i个GNSS卫星的坐标；其中，GNSS接收机坐标是根据长时间连续的GNSS观测数据提前计算得到的；GNSS卫星的坐标是通过IGS超快速预报星历计算得到的；

将单差GNSS接收机钟差、天顶对流层湿延迟和站间单差无电离层组合模糊度项作为参考估计，并根据所述站间单差无电离层组合伪距观测值和所述站间单差无电离层组合载波相位观测值，构建误差方程；

根据法方程和所述误差方程，获取单差GNSS接收机钟差，并将其中任一基站的GNSS接收机时间作为参考时间，以使得各个基站的时间精密同步。