[发明专利]一种用于载波相位单差时间传递的精确模糊度固定方法

说明书

本发明属于卫星导航高精度时频传递技术领域，提出了一种用于载波相位单差时间传递的精确模糊度固定方法，首先基于时间主站和用户站的卫星观测数据，建立双差数学模型进行解算，获得双差模糊度的浮点解和对应的方差阵，并进行双差模糊度固定，其次基于双差模糊度固定解获得的基线解，选定参考卫星，通过伪距单差解算接收机钟差，并估计该颗卫星站间单差模糊度的基准值，进而反算出所有卫星的站间单差模糊度，再后将反算出的单差模糊度代入到站间单差载波相位观测方程，求解载波相位钟差参数，得到伪距和载波相位钟差的时延偏差，并对其时延进行补偿，最后通过宽巷模糊度检测和聚类法确定时间传递基准，实现基于载波相位单差的精准时间传递。

技术领域

本发明属于卫星导航高精度时频传递技术领域，具体涉及一种用于载波相位单差时间传递的精确模糊度固定方法。

背景技术

基于卫星导航系统的时间传递方法因连续性好、成本低、全天候等特点成为高精度时间传递的重要手段之一，共视法(CV)作为一种经典的站间单差时间传递方法，是一种基于伪距观测的时间传递手段，而基于载波相位观测的卫星时间传递方法主要有基于非差的精密单点定位法(PPP)和载波相位单差法(SD)，由于载波相位观测精度比伪距观测提高两个量级，因此基于载波相位观测值的时间传递技术成为当前的主流技术。

相对于PPP时间传递，利用载波相位单差法存在三个优势，一是采用差分模式，观测值中很多误差可以进行高效处理，无需复杂的误差模型修正；二是在短距离基线场景下，载波相位单差法不需要实时精密星历，更加方便实时应用；三是载波相位单差法相比PPP方法，可实现快速时频传递，在动态场景下更灵活。

但实现上述时频传递性能的前提是实现单差模糊度固定，不同于双差模糊度，单差模糊度受接收机端信号时延偏差的影响，难以精确固定，在时频终端启动时或者信号中断恢复时，单差模糊度一旦固定出错，至少导致超过0.5纳秒的偏差，极大的限制了载波相位单差方法在高精度时频传递的应用，如何充分利用卫星导航多频点观测信息，实现精确的单差模糊度固定，对高精度时频传递、推广北斗高精度时频创新应用具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于载波相位单差时间传递的精确模糊度固定方法，以解决现有技术中的问题，为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于载波相位单差时间传递的精确模糊度固定方法，包括如下步骤：

数据输入时，卫星观测模型采用伪距与载波相位观测方程，如公式(1)(2)所示：

其中，i代表接收机，s代表卫星，代表卫星到接收机的伪距观测值，代表载波相位观测值的测距，代表卫星到接收机的载波相位观测值，λ代表载波波长，代表卫星到接收机的几何距离，c代表光速，

_i代表接收机钟差，δt^s代表卫星钟差，代表对流层延迟，代表电离层延迟，代表整周模糊度，d_i代表接收机内部时间延迟，代表伪距观测噪声，代表载波相位观测噪声；

当A和B两接收机采用同一频率伪距和载波相位观测同一颗卫星时，将A接收机和B接收机的伪距和载波相位观测方程做差，得到伪距和载波相位单差观测方程，如公式(3)和公式(4)所示：

利用伪距单差观测方程(3)进行时间传递，当A、B在短基线时，确定接收机内部硬件时延，得到接收机两接收机伪距相对钟差δt_A-t_B，单差载波相位观测方程公式(4)中固定单差模糊度在进行载波相位单差时频传递时，利用已求得的伪距钟差代入公式(4)并在一段历元内做平均，求得参考星的单差模糊度，再通过已知的双差模糊度，恢复出其他卫星的单差模糊度，如下公式所示：