步骤5)，从IGS最新公布的SINEX文件中提取各GNSS参考站位置坐标；从IGS超快星 历提供的预报轨道提取当前观测历元的卫星位置坐标；对观测方程中的各项误差源进行建 模改正；选定一个配备稳定频标的GNSS参考站，将其接收机钟作为参考钟； 步骤6)，将所有参与解算GNSS参考站的GPS/GLONASS卫星观测方程线性化，并表示成 矩阵形式； 步骤7)，引入附加约束条件，即假定每个测站所有待估"时频偏差"之和为0 ; 步骤8)，采用扩展卡尔曼滤波方法进行参数估计；其中，对标记为发生周跳的历元，将 模糊度参数重置后再进行扩展卡尔曼滤波估计； 步骤9)，输出实时卫星钟差结果。
2. 根据权利要求1所述的不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方 法，其特征在于，步骤3)中对于测站r、GPS卫星i组成消电离层组合观测值的计算公式为：
式中，G表示GPS系统；攻,.、分别为码伪距和载波相位的消电离层组合观测值；f\、 4分别表示1^和1^载波的频率；if、<与<、< 分别为测站r相应频率的码伪距和载 波相位原始观测值； 对于测站r、GLONASS卫星i组成消电离层组合观测值的计算公式为：
式中，R表示GLONASS系统，分别为码伪距和载波相位的消电离层组合观测 值；K表示卫星j所对应的GLONASS频率通道号；fK，pfp分别表示卫星j所对应的GLONASS 频率通道{(的^和!^载波的频率；/f、P/与％A>、0/分别为测站r相应频率的码伪距和 载波相位原始观测值。
3. 根据权利要求2所述的不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方 苴蛙征亦平.先骤4)由对平涮站r_GPS下居彳.苴观涮古耜妄芫士 .
式中，pf为GPS卫地距； <、汾；^分别为待估的GPS接收机钟差和卫星钟差；TVf, 为GPS卫星i对应的消电离层相位模糊度；为对流层斜延迟；Stide为潮汐效应改正； S为相对论效应改正；Sphw为天线相位缠绕改正；<、4 .为观测噪声；c为真空中光 速，A<=为GPS消电离层相位观测值所对应的波长； 对于测站r、GLONASS卫星j，其观测方程表示为：
式中，pf为GLONASS卫地距；出广为待估的GLONASS卫星钟差；A匕为GLONASS卫星j 对应的消电离层相位模糊度；^为卫星j消电离层相位观测值所对应的波长邛y为待估 的GLONASS卫星j的时频偏差参数，具体表示为：
式中，dtSYS为系统时间偏差；为GLONASS接收机码平均延迟偏差； <为GPS接收 机码延迟偏差；'，为GLONASS接收机码频间偏差，具体表不为：
式中，if,1、#7为原始观测值对应的GLONASS接收机码频间偏差。
4. 根据权利要求3所述的不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方 法，其特征在于，步骤6)中观测方程线性化后写成矩阵形式表示为：
式中，m、n分别为在轨GPS、GLONASS卫星数量，k为历元t参与解算测站的数量，p、q为所有测站GPS、GLONASS可见卫星数，巧(〇、灸沐）、禮(〇、<每(〇为观测向量；汾f、 Szwd、6产、St气i\^、iV|及以_为待估参数向量，分别对应GPS接收机钟差、对流 层天顶湿延迟、GPS卫星钟差、GLONASS卫星钟差、GPS相位模糊度、GLONASS相位模糊度 及时频偏差；A表示设计阵，下标r、zwd、s、N、ISFB分别表示接收机钟差、对流层天顶湿 延迟、卫星钟差、相位模糊度及时频偏差，上标G、R分别表示GPS与GLONASS系统；其中 〇表示零矩阵；e<=、e ^为测量噪声向量，服从零均值的整体分布，其对应的协方差矩阵Q%QK均为对角阵，按下式计算矩阵的对角线元素：
式中，。为观测值先验中误差；E为测站处的卫星高度角；〇(|为天顶方向观测值的先 验中误差。
5. 根据权利要求4所述的不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方 法，其特征在于，步骤7)中假定每个测站所有待估"时频偏差"之和为0的公式为：
将附加约束条件视为虚拟观测方程，其矩阵形式表示为：
式中，为测站r对应的时频偏差ISFB参数向量;A。为对应的设计阵，其中 為?/"，ek为各元素均为1的k维列向量，Iu为单位阵，下标u表示该测站可见GLONASS卫星数；〇ISFB为零矩阵。
6. 根据权利要求5所述的不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方 法，其特征在于，步骤8)中所述扩展卡尔曼滤波的状态方程表示如下： X(t) = ^^^(t-D+w^!,wt_!~ (0,Qw) 式中,X(t)、x(t-l)为相邻历元的系统状态向量；为状态转移矩阵；wt_i为状态噪 声向量，且服从均值为〇、协方差矩阵为的正态分布。 状态转移矩阵表示为：
式中，0表示零矩阵；I表示单位阵；协方差矩阵表示为：
式中，At为相邻历元的时间间隔，Ae、分别表示待求GPS接收机钟差、对 流层天顶湿延迟及时频偏差参数的谱密度矩阵。
7. 根据权利要求1所述的不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方 法，其特征在于，所述步骤4)的GLONASS观测方程中接收机钟差参数与GPS观测方程中的 相同，且引入的时频偏差参数由GPS与GLONASS的系统时间偏差、GLONASS接收机码平均延 迟、需扣除的GPS接收机码延迟及GLONASS接收机码频间偏差四部分组成。
8. 根据权利要求5所述的不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估 计方法，其特征在于，将时频偏差参数变化视为随机游走过程处理，其先验中误差取值 0.0015/画"7。
【专利摘要】本发明公开了一种不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方法，利用GNSS参考站网络进行GPS、GLONASS实时精密卫星钟差估计，通过在函数模型中设置多个独立“时频偏差”参数，吸收参与解算测站接收机的GLONASS码频间偏差，并通过选择参考钟及附加测站ISFB约束条件，实现时频偏差ISFB参数与接收机钟差、GLONASS卫星钟差钟差的有效分离，从而避免不同测站码频间偏差被GLONASS卫星钟差估值吸收所带来的不利影响；与现有技术相比，在不影响GPS实时卫星钟差估值精度的情况下，能明显提高GLONASS实时卫星钟差估值的精度。
【IPC分类】G01S19-27
【公开号】CN104614741
【申请号】CN201510035139
【发明人】刘志强, 郑德华, 岳东杰, 黄张裕, 曹奇, 王海, 陈尚登
【申请人】河海大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月23日