一种基于卫星和接收机频间偏差之和的北斗定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种定位方法。
【背景技术】
[0002] 由于GPS系统卫星时空参考点为双频无电离层虚拟天线电子相位中心，且GPS系 统把卫星钟面时与时空参考点的时延吸收进卫星钟差，因此GPS双频用户在定位过程中不 需要考虑卫星频间偏差的影响，仅单频用户需要考虑卫星频间偏差的影响。不同于GPS系 统，北斗卫星导航系统的时空参考点为卫星B3频点的天线电子相位中心，并把B3频点卫星 发射通道的时延吸收进钟差，在导航电文中广播Bl、B2频点相对于B3频点的频间偏差，因 此北斗系统B1、B2单频用户和所有双频用户的定位都需要考虑卫星频间偏差的影响。尽管 随着工作环境的变化以及工作时间的增加卫星硬件延时会发生漂移，但是卫星和接收机的 硬件时延是一个慢变量，具有良好的短期稳定性，对其进行定期监测更新即可。
[0003] 北斗系统现有的定位解算方法按照定位解算方程组的定义直接代入卫星频间偏 差用于定位解算，卫星频间偏差可以通过导航电文获取也可以通过用户监测解算获取。经 过研宄和在用户端进行实际定位解算发现现有方法存在一些问题，一方面导航电文广播的 卫星频间偏差是从系统级进行监测的，在用户级使用时定位精度的提升效果并不是最优； 另一方面用户监测卫星频间偏差存在很多困难，包括接收机延迟绝对校准这一业界难题引 入的校准过程复杂和成本高等问题，也包括卫星和接收机频间偏差分离的解算矩阵秩亏需 要采取约束条件而带来的卫星频间偏差监测结果跳跃和监测精度受限等问题。因此，有必 要改进现有方法从而避免上述问题。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于卫星和接收机频间偏差之和的提 高北斗定位精度的方法，把北斗卫星和接收机频间偏差之和应用于定位解算方程组，可以 把用户级监测结果应用于定位从而提升定位精度，具有简单便捷、低成本、高精度和普遍适 用性等优势。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
[0006] 1)判断是否已经获取到北斗卫星和接收机频间偏差之和的数据，若是，则进入步 骤5)，否则进入步骤2);
【主权项】
1. 一种基于卫星和接收机频间偏差之和的北斗定位方法，其特征在于包括下述步骤： 1) 判断是否已经获取到北斗卫星和接收机频间偏差之和的数据，若是，则进入步骤 5)，否则进入步骤2);
2) 实时采集北斗接收机的伪距和卫星位置数据，每天从IGS网站下载前一天的全球电 离层电子含量数据； 3) 计算每颗卫星的倾斜因- 其中，k为卫星编号，Ek为 k号卫星仰角，R为地球半径，h为电离层单层高度； 计算k号卫星BI、B2、B3频点的电离层延迟，
其中，fl、f2、f3分别为Β1、Β2、Β3频点的频率值，VTEC为下载的全球电离层电子含量 数据； 4) 解算各颗可见卫星和接收机前一天的频间偏差之和， DCBllk ={{P\k Plk) )) ：c = TGDMk+IFB12 DCBl 3k = ((PIa P3k) 4a )) c = TGD\ 3/l + IFB\3 DCBlf = {{P2k - Pf) (4/l 4A)) c = TGDlf + IFB2?> 其中，DCB12k、DCB13k、DCB23k*别为k号卫星B1-B2、B1-B3、B2-B3频点的卫星和接 收机频间偏差之和，Plk、P2k、P3k分别为k号卫星Bl、B2、B3频点的伪距，TCD12 k、TCD13k、 TCD23%、别为k号卫星B1-B2、B1-B3、B2-B3频点的卫星频间偏差，IFB12、IFB13、IFB23分 别为B1-B2、B1-B3、B2-B3频点的接收机频间偏差，c为光速； 5) 计算卫星和接收机频间偏差之和的均值，
其中η为至少一天监测频间偏差的历元数； 6)求解接收机坐标， If = -xr)2 + (γ" -yrf +{Zks -zrf +C-Sr-C-+ + εη + c·DCB\3" + c·r,.3 P2k = ^{Xks -xrf+ (7/ -yrf+ (Zks -zrf +C-Sr-C-Atks + sg + sTk + c·DCB23k + c. τ,' P3k = ^(Xks -xr'f +(Y^r -yrf +(Z* - zrf + c-Si -c· Atks + + Srk +C-Tr3 其中，（尤，C，<)是卫星k的位置坐标；(Xr，yr，zr)是待求接收机位置坐标； 为待求接收机钟差；为吸收了 B3频点卫星发射通道时延的卫星钟差；ε Tk为对流层延 迟；DCBUi、DClirS'为监测获取的卫星和接收机频间偏差之和的均值；T rt为接收机B3频 点的接收通道时延，在定位解算过程中将被抵消。
【专利摘要】本发明提供了一种基于卫星和接收机频间偏差之和的北斗定位方法，获得北斗接收机的伪距和卫星位置数据以及全球电离层电子含量数据后，计算每颗卫星的倾斜因子，解算各颗可见卫星和接收机前一天的频间偏差之和及均值，把均值代入定位观测方程组，求解接收机坐标。本发明既避免了接收机和卫星频间偏差分离而带来的卫星频间偏差监测结果跳跃和监测精度受限等问题，又避免了接收机绝对校准引入的校准过程复杂和成本高等问题，可以在用户级快速、便捷、低成本、高精度地监测北斗卫星和接收机频间偏差之和，有效提升定位精度。
【IPC分类】G01S19-42
【公开号】CN104833993
【申请号】CN201510236334
【发明人】刘音华, 李孝辉, 张慧君, 朱峰
【申请人】中国科学院国家授时中心
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月11日