[发明专利]区域导航卫星系统广播星历及钟差参数计算方法

说明书

本发明涉及卫星导航技术领域，提出一种区域导航卫星系统的广播星历及钟差参数计算方法，包括在L波段进行观测以获取L波段的星地双向时间同步观测数据以及伪距相位观测数据；对所述星地双向时间同步观测数据进行预处理和比对以计算星地双向测定钟差；对所述伪距相位观测数据进行数据预处理，并且扣除所述星地双向测定钟差以获得无钟差的距离测量数据；基于所述无钟差的距离测量数据进行多星统计学定轨以获得轨道参数；利用卫星初轨以及太阳辐射压经验参数确定区域导航卫星系统的广播星历；以及从所述星地双向测定钟差扣除常数偏差，并且进行钟差预报以确定区域导航卫星系统的钟差。

技术领域

本发明总的来说涉及卫星导航技术领域。具体而言，本发明涉及一种区域导航卫星系统的广播星历及钟差参数计算方法。

背景技术

在我国目前经济底子薄、技术积累不足，难以直接构建全球导航卫星系统的情况下，可以通过发射少量卫星，部署GEO卫星(地球静止轨道卫星)、IGSO卫星(倾斜地球同步轨道卫星)和MEO卫星(地球中圆轨道卫星)构成的混合星座构建区域卫星导航系统，来为区域范围内军民提供陆、海、空导航定位服务，以满足国家安全、经济和社会发展对时空基准的需求。我国北斗二号卫星导航系统是第一个提供服务的区域卫星导航系统。印度NAVIC系统和日本QZSS系统也都提出利用少量卫星组合混合星座实现区域导航服务。

卫星广播星历与钟差参数精度是卫星导航系统服务性能的关键因素。然而相比于全球卫星导航系统，区域卫星导航系统的卫星广播星历与钟差参数计算过程中存在下列问题：

地球静止轨道卫星是空间组合混合星座中重要的组成部分，然而地球静止轨道卫星的静地特性会导致在定轨过程中区域卫星导航系统地面监测网的测距误差被放大，造成地球静止轨道卫星的定轨精度严重下降。

由于卫星的高度较高，卫星精密定轨处理时卫星轨道和钟差参数相关性也会随之增加，定轨解算获得的卫星钟差参数因此包含周期性波动，预报性较差。

区域卫星导航系统的区域跟踪网对倾斜地球同步轨道卫星、地球中圆轨道卫星的跟踪弧段不足，导致卫星轨道预报精度衰减较快。

以及由于卫星进出地影期间太阳辐射压模型误差的增加，卫星轨道精度会严重恶化。

针对区域卫星导航系统在卫星广播星历与钟差参数计算过程中存在的上述问题，北斗二号卫星导航系统采用精密定轨与时间同步独立开展的技术方案，其中采用L波段区域跟踪网伪距相位数据计算卫星广播星历，并且采用L波段星地双向时间同步测量卫星钟差。其避免了卫星轨道与钟差相互耦合带来的卫星钟差序列的周期波动。上述卫星轨道与钟差参数的独立计算虽然有效解决了不利条件下的北斗二号精密定轨与时间同步难题，但是也存在下列新的问题：

用于L波段星地双向时间同步的卫星信号并不与导航信号完全相同，因此卫星钟差参数会存在常数偏差。

以及由于区域跟踪网几何构型较差、卫星定轨几何精度因子较大、太阳辐射压模型误差较大等因素，导致卫星轨道精度较低并且随着卫星进出地影卫星轨道精度的衰减明显。

发明内容

为至少部分解决现有技术中卫星钟差参数会存在常数偏差以及卫星轨道精度较低并且随着卫星进出地影卫星轨道精度的衰减明显的这些问题，本发明提出一种区域导航卫星系统的广播星历及钟差参数计算方法，包括：

在L波段进行观测以获取L波段的星地双向时间同步观测数据以及伪距相位观测数据，其中所述星地双向时间同步观测数据包括星地上行观测数据以及星地下行观测数据；

对所述星地双向时间同步观测数据进行预处理和比对以计算星地双向测定钟差；

对所述伪距相位观测数据进行数据预处理，并且扣除所述星地双向测定钟差以获得无钟差的距离测量数据；