[发明专利]一种基于双差模糊度固定解约束的GNSS精密时间传递方法

摘要

本发明属于精密授时、时间同步和时频传递技术领域，具体涉及一种基于双差模糊度固定解约束的GNSS精密时间传递方法。该GNSS精密时间传递方法包括，利用站间单差观测模型计算GNSS接收机相对钟差；将单差模糊度投影为双差模糊度并将其固定；计算基于双差模糊度固定解约束的接收机相对钟差。本发明利用GNSS伪距和载波相位观测值，使用站间单差观测模型，对接收机相对钟差进行估计。在此基础上，将单差模糊度投影为双差模糊度并将其固定。将固定的双差模糊度作为约束条件，改善单差模糊度浮点解的精度，从而提高时间传递的精度和可靠性。

主权项

1.一种基于双差模糊度固定解约束的GNSS精密时间传递方法，其特征在于，所述GNSS精密时间传递方法包括如下步骤：步骤1：利用站间单差观测模型计算GNSS接收机相对钟差；步骤2：将单差模糊度投影为双差模糊度并将其固定；步骤3：计算基于双差模糊度固定解约束的接收机相对钟差；其中，所述步骤1具体包括：步骤1.1：接收机采集GNSS观测值，所述观测值包括双频伪距和相位观测值；步骤1.2：探测粗差并剔除观测值存在粗差的GNSS卫星；步骤1.3：从两个GNSS接收机的观测值中寻找共视卫星；步骤1.4：根据共视GNSS卫星的观测值，组建单差观测方程：其中，P1,ab、P2,ab分别是L1、L2频率单差伪距观测值；L1,ab、L2,ab分别是L1、L2频率单差相位观测值；ρab是单差卫地距；tab是单差接收机钟差；f1、f2分别是L1、L2频率的频率；Iab是L1载波单差电离层延迟；Tab是单差对流层延迟；N1,ab是L1频率以周为单位的单差窄巷模糊度；NW,ab是以周为单位的单差宽巷模糊度；λ1、λ2分别是L1、L2频率的波长；a、b分别是接收机标识；i为卫星标识；其中，P1、P2分别是L1、L2频率的非差伪距观测值；L1、L2分别是L1、L2频率的非差相位观测值；MD、MW分别是对流层干延迟投影函数和湿延迟投影函数；TD、TW分别是天顶对流层干延迟和湿延迟；(xa,ya,za)、(xb,yb,zb)分别是接收机精确坐标，通过GNSS精密数据后处理的方法计算得到；(xia,yia,zia)、(xib,yib,zib)分别是GNSS卫星坐标，根据GNSS卫星轨道和钟差数据计算得到；步骤1.5：改正GNSS观测值中的误差，得到改正后的单差观测值步骤1.6：将接收机相对钟差、天顶对流层湿延迟、电离层延迟、窄巷和宽巷模糊度作为参数估计，得到误差方程：V＝BX‑l,D   (1k)其中，B是设计矩阵；X是待估参数向量；l是观测值向量；V是观测值残差向量；D是观测值向量权阵，根据观测值先验精度得到；其中，是改正过各项误差后的伪距和相位观测值；n是卫星总数；分别为非差伪距和相位观测值的先验方差，根据非差伪距和相位观测值的先验标准方差和卫星高度角计算得到；步骤1.7：探测卫星周跳，若是首历元，不需要探测周跳；对于发生周跳的卫星，将其模糊度参数作为新参数；步骤1.8：得到第m个历元的法方程Gm＝HmX，其中：步骤1.9：通过法方程叠加，得到整体法方程；若是首历元，不需要进行法方程叠加；第m(m≠1)个历元的整体法方程为Gm＝HmX，其中：Gm＝Gm‑1+Gm   (1r)Hm＝Hm‑1+Hm   (1s)步骤1.10：对整体法方程求解，得到GNSS接收机相对钟差；方程的解为方差—协方差阵为其中，所述步骤2具体包括：步骤2.1：根据和得到单差模糊度浮点解X_S及其方差—协方差阵步骤2.2：将第k颗卫星选择为参考卫星；步骤2.3：将单差模糊度投影为双差模糊度；双差模糊度的浮点解X_D及其方差—协方差阵为：XD＝CXS   (2a)其中，C为投影矩阵：步骤2.4：使用LAMBDA方法搜索并固定双差模糊度；所述步骤3具体包括：步骤3.1：根据双差模糊度固定解建立虚拟观测方程：其中，是第i颗卫星双差窄巷模糊度固定解；是第i颗卫星双差宽巷模糊度固定解；步骤3.2：根据双差模糊度固定解虚拟观测方程，得到虚拟误差方程：VN＝BNXN‑lN,DN   (3c)其中，BN是设计矩阵；XN是待估参数向量；lN是观测值向量；VN是观测值残差向量；DN是观测值向量权阵；其中，为第i颗卫星双差窄巷模糊度固定解的方差；为第i颗卫星双差宽巷模糊度固定解的方差；步骤3.3：得到双差模糊度固定解虚拟法方程：步骤3.4：更新单差整体法方程，将单差整体法方程与双差模糊度固定解虚拟法方程叠加，得到基于双差模糊度固定解约束的单差整体法方程步骤3.5：对更新后的单差整体法方程求解，得到基于双差模糊度固定解约束的解为方差—协方差阵为从中得到基于双差模糊度固定解约束的相对钟差对钟差。