[发明专利]基于模糊度固定的双频GBAS电离层空间梯度监测方法

权利要求书

1.一种基于模糊度固定的双频GBAS电离层空间梯度监测方法，基于M个分散部署的双频GBAS参考接收机上报的GNSS数据实现，M大于2，双频频点编号为L1和L2；其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取双频GBAS参考接收机上报GNSS数据包括的公共卫星，并将任意2个卫星和任意2个双频GBAS参考接收机进行组合，构成多个虚拟监测单元；

(2)对任意一个虚拟监测单元，基于M-W方法与星地几何双差结合估计单频双差模糊度，基于单频双差模糊度和星地几何双差值估计单频双差残差；

(3)对于任意一个检测卫星，选取相关的全部虚拟监测单元，并以2个公共的双频GBAS参考接收机为准则，将选取的虚拟监测单元分为组，对于每一组，排除绝对值最大的S个单频双差残差对应的虚拟监测单元，S代表最大假设故障数；

(4)对于任意一个检测卫星，基于步骤(3)排除后剩余的相关虚拟监测单元的单频双差残差进一步估计电离层空间梯度值，并将电离层空间梯度值的绝对值与门限值进行比较，判定是否告警。

2.根据权利要求1所述的基于模糊度固定的双频GBAS电离层空间梯度监测方法，其特征在于，步骤(2)具体方法为：

采用M-W方法估计L1-L2双频整周模糊度浮点解

基于连续K个历元的L1-L2双频整周模糊度浮点解求平均，并取整得到L1-L2双频整周模糊度固定解

基于L1-L2双频整周模糊度固定解与星地几何双差值估计L1单频电离层延迟：

γ＝λ_L1/λ_L2

λ_L12＝λ_L1*λ_L2/(λ_L2-λ_L1)

基于L1单频电离层延迟与星地几何双差值估计GBAS主用频点L1单频双差模糊度固定解

基于L1单频双差模糊度固定解和星地几何双差值估计L1单频双差残差

上述各式中，l、m代表双频GBAS参考接收机编号；i、j代表卫星编号；代表L1频点的载波相位双差值；代表L2频点的载波相位双差值；代表L1频点的伪距双差值；代表L2频点的伪距双差值；代表星地几何距离双差值；λ_L1代表L1频点波长；λ_L2代表L2频点波长；round代表四舍五入取整操作；λ_L12代表L1-L2的双频宽巷波长。

3.根据权利要求1所述的基于模糊度固定的双频GBAS电离层空间梯度监测方法，其特征在于，步骤(4)中对于任意一个检测卫星，基于步骤(3)排除后剩余的相关虚拟监测单元的单频双差残差进一步估计电离层空间梯度值，具体方法为：

对任意卫星SN构造观测方程：

Y^SN＝E^SN*I^SN+V

Y^SN为包含卫星SN的L1单频双差残差的集合，残差中包括了隐含的电离层延迟，即:

E^SN为电离层空间梯度的映射矩阵，E^SN的某一行表示为：

[CE_l-CE_m，CN_l-CN_m]

其中，CE_l代表双频GBAS参考接收机l在本地坐标系下东向坐标位置；CN_l代表双频GBAS参考接收机l在本地坐标系下北向坐标位置；CE_m代表双频GBAS参考接收机m在本地坐标系下东向坐标位置；CN_m代表双频GBAS参考接收机m在本地坐标系下北向坐标位置；

I^SN为卫星SN的电离层空间梯度，表示为：

[I^SN_E，I^SN_N]

其中，I^SN_E代表本地坐标系下东向电离层空间梯度分量，I^SN_N为本地坐标系下北向电离层空间梯度分量；

V代表观测噪声；

检测观测方程中E^SN是否存在秩亏，如不存在，则采用最小二乘法估计I^SN

I^SN＝(E^SNT*E^SN)^-1*E^SN*Y^SN

若存在秩亏，则将I^SN视为标量，对Y^SN的所有值求平均值后除以双频GBAS参考接收机站间距离得到I^SN。