一种geo卫星转发信号码和载波相位偏差的计算方法
【专利摘要】本发明提供了一种GEO卫星转发信号码和载波相位偏差的计算方法，首先建立载波大环路码伪距和载波相位伪距方程，然后采用双频码和载波相位的观测结果解算电离层参数，分别计算C1、C2载波上的码和载波相位的偏移量，最终经过滤波获得C1、C2载波上的码和载波相位的实时控制量。本发明可实现GEO卫星转发信号码和载波相位的一致性。
【专利说明】一种GEO卫星转发信号码和载波相位偏差的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种控制方法,可以使GE0卫星转发器出口处信号码和载波的相位保 持一致。
【背景技术】
[0002] 2〇世纪8〇年代，美国建成GPS，前苏联建成GLONASS (Global Navigation satellite system，GLONASS)。两者在星上都放置有高性能的星载原子钟，
[0003] 在中国区域定位系统（CAPS)、美国WAAS系统及欧洲包含有GE0卫星的定位网络 中，都是采用GE0卫星对信号进行转发的工作模式。GE0卫星对信号转发的工作模式是利用 卫星的透明转发功能，将地面产生的导航信号通过卫星转发给用户，其比通用的GPS导航 信号多了一条上行链路。由于该上行链路及卫星转发器的影响导致从地面发射导航信号的 码和载波相位的一致性遭到破坏。为了保证基于GE0卫星的导航、授时系统能够更好的服 务用户，明确卫星发射天线相位中心的码和载波相位的相关关系是这些系统务须解决的核 心问题。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种GE0卫星信号地面主控站码和载波相 位偏差的计算方法，使用户能够精确知悉卫星出口处码和载波相位的相关关系。
[0005] 本发明解决其技术问题所釆用的技术方案包括以下步骤：
[0006] 步骤1.建立载波大环路码伪距和载波相位伪距方程，
[0007] 所述的码相位大环观测方程P1()()p = P +Iup+Idp+ ε pi，载波相位大环观测方程 λ ,?οορ = p d+ ε φ，其中々胃和Φ1(ΜΡ表示信号从地面发射基带经射频发 射通道、空间上行、卫星转发、空间下行、射频接收通道和综合基带接收终端的码和载波相 位伪距，P = Pu+Pd+Tup+Tdp+Eu+E d+Sp= Pu+Pd+I^+I^+Eu+Ed+S^^Pu 表不从地面发射天 线相位中心到GE0卫星接收天线相位中心的几何距离，P d是从GE0卫星发射天线相位中心 到地面接收天线相位中心的几何距离，分别为从地面发射天线相位中心到GE0卫星 所经历对流层在码相位和载波相位上产生的附加延迟，T dp、7却分别为从GE0卫星发射天线 相位中心到地面站经历对流层在码相位和载波相位上产生的延迟，Eu和E d分别表示地面主 控站上行发射设备和下行接收设备的处理时延，Sp表示卫星转发器设备时延，表示卫星 转发器引起的载波相位变化，I UP、U分别为从地面发射天线相位中心到GE0卫星所经历电 离层在码相位和载波相位上产生的附加延迟，Idp、Ια分别为从GE0卫星发射天线相位中心 到地面站经历电离层在码相位和载波相位上产生的延迟，￡^和 ε<Η代表接收机的码噪声 和载波相位测量累计噪声，Ν为下行测量存在的整周模糊度，λ d为下行频率对应的波长；
[0008] 步骤2.采用双频码和载波相位的观测结果解算电离层参数；
[0009] P1〇mci ^ β 十 j + i + ε朽 J： cl,u J
[0010]
【权利要求】
1. 一种GEO卫星转发信号码和载波相位偏差的计算方法，其特征在于包括下述步骤： 步骤1.建立载波大环路码伪距和载波相位伪距方程， 所述的码相位大环观测方程PlMP = P +Iup+Idp+ ε Pi，载波相位大环观测方程λ dcD1(rap = P λ d+ ε $，其中，PlMp和Φ?Μρ表示信号从地面发射基带经射频发射通道、空 间上行、卫星转发、空间下行、射频接收通道和综合基带接收终端的码和载波相位伪距，Ρ =Pu+Pd+Tup+T^+Eu+Ed+Sp: Pu+Pd+I^+I^+Eu+Ed+S^^ pu表不从地面发射天线相位中心 到GE0卫星接收天线相位中心的几何距离，P d是从GE0卫星发射天线相位中心到地面接收 天线相位中心的几何距离，Tup、J；/分别为从地面发射天线相位中心到GE0卫星所经历对流 层在码相位和载波相位上产生的附加延迟，T dp、7_分别为从GE0卫星发射天线相位中心到 地面站经历对流层在码相位和载波相位上产生的延迟，Eu和E d分别表示地面主控站上行发 射设备和下行接收设备的处理时延，Sp表示卫星转发器设备时延，表示卫星转发器引起 的载波相位变化，I up、Iu4>分别为从地面发射天线相位中心到GE0卫星所经历电离层在码相 位和载波相位上产生的附加延迟，I dp、分别为从GE0卫星发射天线相位中心到地面站经 历电离层在码相位和载波相位上产生的延迟，^^和ε μ代表接收机的码噪声和载波相位 测量累计噪声，Ν为下行测量存在的整周模糊度，λ d为下行频率对应的波长； 步骤2.采用双频码和载波相位的观测结果解算电离层参数；
其中，所述双频码的载波频率为C1、C2, 和Ρ1(ΜΡ,?分别表示C1和C2频点信号的 大环码伪距观测量；Φ1(ΜΡ, el和Φ1(ΜΡ,。2分别表示C1和C2频点信号的载波相位观测量； u和fca,d，f；2,u和f；2, d分别表示C1和C2频点信号的上行和下行载波频率；Νε1和Ν?分别表 示C1和C2频点信号载波相位观测量的整周模糊度；λ。 1>(1和λ。2>(1分别表示C1和C2频点 下行信号载波波长；
步骤3.计算C1载波上的码和载波相位的偏移量
计算C2载波上的码和载波相位的偏移量
步骤4.采用滤波器对Cl、C2载波上码和载波相位的偏移量分别进行平滑、估计，获得 C1载波上的实时控制量1
0]和C2载波上的实时 控制量
；其中τ为滤波器常数，T为采样间 隔，Ael(k)、Ae2(k)为滤波前C1、C2载波的当前预调整量，A^k-Dajk-l)分别为前一 时刻滤波前、后C1载波的的预调整量，Λ。2 (k-Ι)丄。2 (k-Ι)分别为前一时刻滤波前、后C2载 波的的预调整量。
【文档编号】G06F19/00GK104298860SQ201410488206
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】卢晓春, 荆文芳 申请人:中国科学院国家授时中心