[发明专利]基于站间单差和模糊度固定的北斗精密时间传递方法

说明书

本发明公开了基于站间单差和模糊度固定的北斗精密时间传递方法，属于卫星时间传递技术领域。首先，基于时间主站和用户站的北斗观测数据，组成站间单差观测方程并约束测站坐标进行解算，获得初始的单差模糊度浮点解和对应的方差阵；其次，选定参考卫星，对求解的单差模糊度进行星间差分，进行双差模糊度的归整和固定，并将该参考卫星的单差浮点解作为基准，恢复模糊度固定后其他的单差模糊度的浮点解；再后，将固定后得到的全部单差模糊度浮点解代入原始观测方程，求解两站之间的时差参数。本发明提出的技术方法不需要外部辅助条件即可以简单实施，同时也适用于广播星历，方便实时应用。

技术领域

本发明属于卫星时间传递技术领域，具体涉及基于站间单差和模糊度固定的北斗精密时间传递方法。

背景技术

基于卫星导航系统的时间传递方法因成本低、连续性好、全天候等特点成为精密时间传递的重要手段之一。卫星时间传递中常规方法有共视法(CV)，全视法(AV)和载波相位(CP)。CP方法因为使用了高精度载波相位观测值，时间传递精度高成为当前的主流技术。但是，当前的CP时间传递方法存在两个局限，一是采用非差模式，观测值中很多误差难以高效处理，影响时间传递的精度；二是常规的CP时间传递解算中载波相位模糊度都是浮点解，难以高效准确固定，对收敛速度和精度也有影响。

如何高效修正观测误差并实现CP中相位模糊度的固定，进一步提高CP时间传递的精度和收敛速度，对时间服务具有重要应用价值。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明提供基于站间单差和模糊度固定的北斗精密时间传递方法，首先，基于时间主站和用户站的北斗观测数据，组成站间单差观测方程并约束测站坐标进行解算，获得初始的单差模糊度浮点解和对应的方差阵；其次，选定参考卫星，对求解的单差模糊度进行星间差分，进行双差模糊度的归整和固定，并将该参考卫星的单差浮点解作为基准，恢复模糊度固定后其他的单差模糊度的浮点解；再后，将固定后得到的全部单差模糊度浮点解代入原始观测方程，求解两站之间的时差参数。

本发明的技术方案是：基于站间单差和模糊度固定的北斗精密时间传递方法，主要包括以下步骤：

第一步：数据获取

获得主站和用户站上北斗卫星的双频伪距、相位观测数据以及数据处理需要的辅助数据；

第二步：数据预处理

首先，对全部数据进行质量检查、粗差剔除，删除无卫星星历、观测值不完整的数据以及删除不共同观测的卫星数据，得到干净可用的数据，并进行周跳探测，给出周跳探测结果；

第三步：误差模型改正

对预处理后干净的数据进行相对论、潮汐、天线相位中心、对流层和地球自转误差的修正；

第四步：建立单差观测模型

对于全部公共卫星，进行站间差分，形成单差观测方程，并确定随机模型，通过组建站间单差观测方程，可以很好的消除或削弱非模型化误差，提高观测值误差的修正水平，进而提高时间传递精度；

第五步：单差数据解算

基于第四步中得到的单差观测方程和随机模型，进行最小二乘求解，估计得到参数的初值以及对应的方差-协方差阵；

第六步：模糊度固定

基于第五步中的单差模糊度初值和对应的方差-协方差阵，选定参考卫星，转化为具有整周特性的双差模糊度，采用Lambda算法进行固定，并将参考卫星的站间单差模糊度浮点解作为基准，恢复模糊度固定后全部单差模糊度的浮点解，通过采用模糊度固定技术，实现求解参数的快速收敛和精准估计，提高时间传递性能；

第七步：时差参数确定