用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法
【专利摘要】本发明提供一种用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法，该方法通过基准站卫星视线方向上电离层延迟信息的计算、基准站卫星视线方向上电离层延迟信息的编码与播发、用户电离层延迟改正值及其协方差的计算与单频卫星导航用户电离层延迟的改正，摒弃了以电离层薄层假设为基础的传统建模思路，充分利用同一卫星电离层延迟在空间上的强相关性，构建了局部地区单频卫星导航用户的高精度电离层延迟修正方法。本发明基于区域4个基准站，在30公里范围内可实现平均优于0.2米的修正精度，较传统电离层建模与修正方法具有显著特点与优势。
【专利说明】用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星导航、无线电波传播以及空间电离层等领域，尤其涉及一种用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法。
【背景技术】
[0002]全球卫星导航系统英文名称为Global Navigation Satellite System,简称GNSS。其工作原理:由距地球表面2?4万公里在轨连续运行的多颗卫星(包括:中轨卫星和地球静止卫星等)不间断地发送L波段的无线电信号，该信号经过地球大气层到达地面被GNSS接收机捕获，接收机对捕获的信号进行测量和处理即可用于导航、定位和授时等。目前，全球卫星导航系统主要包括:美国GPS(Global Positioning System)、俄罗斯 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、欧盟 Galileo 和中国 BDS(BeiDouSatellite System)系统。
[0003]全球卫星导航系统的无线电信号从卫星天线发射，经地球大气层(包括对流层和电离层)被用户天线接收。地球大气层中的电离层对无线电信号可造成几米甚至上百米的延迟，是目前全球卫星导航系统在导航、定位和授时数据处理中最为棘手的误差源之一。双频/多频卫星导航用户通常可采用自校正方法消除电离层延迟影响，但是占据绝大多数市场份额的单频卫星导航用户必须依赖于一定的模型或方法削弱电离层对其导航定位精度和可靠性的影响。
[0004]针对单频卫星导航定位用户，目前具有代表性的修正方法主要包括:广播电离层延迟修正以及广域增强系统电离层延迟修正。前者通过全球卫星导航系统的导航电文直接播发，适合于全球范围内的单频用户，其修正精度相对较低(约为60%-75%);后者利用广域增强系统基准站的实时观测数据建立区域电离层延迟格网模型，通过通信链路播发给用户，其修正精度为0.5米左右(约为85%)。然而，在实际应用中，广大亚米级单频卫星导航定位用户以期在局部范围内(如:一个城市)实现亚米级定位，这就要求电离层延迟修正精度优于0.3米，现有方法通常难以满足其要求。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法，该方法利用局部区域内布设的GNSS基准站提供观测数据，以获得各卫星视线方向上的电离层延迟观测信息；进而通过建立电离层内插权函数与虚拟基准，实现用户电离层延迟改正值的精确计算；在此基础上，采用虚拟观测值的方法在卫星导航用户端实现电离层延迟的精确修正，有效避免了电离层薄层假设带来的精度损失，合理考虑了电离层延迟计算的统计特性。
[0006]本发明的一种用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法，包括:
[0007]步骤1，计算GNSS基准站在卫星视线方向上的电离层延迟信息，具体步骤如下:
[0008]步骤11，采集GNSS基准站的原始观测数据，该原始观测数据包括伪距观测量、载波相位观测量以及导航卫星星历；
[0009]步骤12，根据所述载波相位观测量计算载波相位电离层延迟观测量，该载波相位电离层延迟观测量根据式(3)获得:
【权利要求】
1.一种用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法，其特征在于，包括: 步骤1，计算GNSS基准站在卫星视线方向上的电离层延迟信息，具体步骤如下: 步骤11，采集GNSS基准站的原始观测数据，该原始观测数据包括伪距观测量、载波相位观测量以及导航卫星星历； 步骤12，根据所述载波相位观测量计算载波相位电离层延迟观测量，该载波相位电离层延迟观测量[+L根据式⑶获得:
【文档编号】G01S19/07GK103592653SQ201310486378
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】李子申, 袁洪, 徐颖, 魏东岩, 袁超, 张晓坤 申请人:中国科学院光电研究院