一种基于精密单点定位技术的探空方法、装置和设备与流程

本申请无线电探空领域，尤其涉及一种基于精密单点定位技术的探空方法、装置和设备。

背景技术：

1、目前，高空大气探测温度、湿度、气压、风速、风向等气象要素是气象、农业、军事等领域进行气象预报、监测、治理的重要基础。传统的探测方法只能获取本地较低边界层的数据，而采用有人机或无人机搭载气象探测设备的方式灵活、获取范围广泛、投放精准、测量位置精度高。卫星导航测风型探空仪是主流的一种选择，该探空仪测量准确性高、成本低。

2、高空探测技术需要较高的卫星导航定位精度，通常采用轨迹法，该方法根据随气流飘动的下投探空仪在空中运动的轨迹，测定出风向和风速，依据下投探空仪的位置信息采用卫星导航定位技术获取。为了提高卫星导航定位精度，通常采用差分定位技术，利用两个或多个接收机同步观测相同的卫星，利用误差对两个接收机影响的相似性，得到较高精度的定位结果。一般是将gnss基准接收机安置在基准点上进行观测，根据已知基准点的精密坐标计算出位置坐标、距离或相位改正数，并由基准站或数据中心通过数据链实时将改正数据发送给另一个用户接收机，从而改正其定位结果，提高定位精度。由于基于有人机或无人机下投探空仪进行高空气象探测的过程中，投放点距离飞机起飞点水平距离上百公里或者上千公里，差分定位基准站与探空仪相距超过20km范围，位置解算精度降低较快。在探测任务半径较大时，一般超过20km，差分定位同样存在与传统的单点定位测量精度不足的问题。如何提供较高精度的卫星导航定位精度是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于精密单点定位技术的探空方法、装置和设备。

2、本申请解决上述技术问题的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种基于精密单点定位技术的探空方法，所述方法包括：

4、预先在下投式探空仪中的精密单点定位模块注入卫星星历数据；搭载所述下投式探空仪的飞行器在航空状态、以及下投过程中，执行以下步骤：

5、所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取原始观测数据，并基于所述卫星星历数据和所述原始观测数据建立第一预设模型；

6、所述精密单点定位模块通过无线电信号获取导航卫星广播的改正数信息，并基于所述改正数信息、所述第一预设模型和第二预设模型对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行误差修正，得到精密定位数据，所述改正数信息中的改正项包括对流层延迟误差、地球固体潮误差、地球自转改正和相对论效应改正；

7、所述精密单点定位模块对所述精密定位数据进行风场反演计算，得到风速和风向。

8、第二方面，本申请提供一种基于精密单点定位技术的探空装置，所述装置包括：

9、第一单元，用于预先在下投式探空仪中的精密单点定位模块注入卫星星历数据；搭载所述下投式探空仪的飞行器在航空状态、以及下投过程中，执行以下步骤：所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取原始观测数据，并基于所述卫星星历数据和所述原始观测数据建立第一预设模型；

10、第二单元，用于所述精密单点定位模块通过无线电信号获取导航卫星广播的改正数信息，并基于所述改正数信息、所述第一预设模型和第二预设模型对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行误差修正，得到精密定位数据，所述改正数信息中的改正项包括对流层延迟误差、地球固体潮误差、地球自转改正和相对论效应改正；

11、第三单元，用于所述精密单点定位模块对所述精密定位数据进行风场反演计算，得到风速和风向。

12、第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述技术方案中任一项所述方法的步骤。

13、本申请的有益效果是：提出了一种基于精密单点定位技术的探空方法，包括搭载下投式探空仪的飞行器起飞前，对所述下投式探空仪中的精密单点定位模块注入卫星星历数据，所述飞行器起飞后，所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取原始观测数据，并基于所述卫星星历数据和所述原始观测数据建立第一预设模型；所述精密单点定位模块通过无线电信号获取导航卫星广播的改正数信息，并基于所述改正数信息、所述第一预设模型和第二预设模型对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行误差修正，得到精密定位数据，所述改正数信息中的改正项包括对流层延迟误差、地球固体潮误差、地球自转改正和相对论效应改正；所述精密单点定位模块对所述精密定位数据进行风场反演计算，得到风速和风向。本申请实现高精度的静态、动态定位，作业机动灵活，提高作业效率，节约用户成本。下投探空仪利用精密单点定位技术，加快精密单点定位模块的定位收敛速度，实现上百公里外的超远探测区域的高精度高空风场探测，提高气象数据预报的准确性。

14、本申请附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实践了解到。

技术特征：

1.一种基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取原始观测数据，并基于所述卫星星历数据和所述原始观测数据建立第一预设模型，具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，所述下投式探空仪中的精密单点定位模块获取卫星改正数，对星历和原始观测量进行误差修正，获取精密定位数据，完成连续精密定位，具体包括：

4.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行改正项中的对流层延迟误差修正，具体包括：

5.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行改正项中的地球自转改正修正，具体包括：

6.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行改正项中的地球固体潮改正修正，具体包括：

7.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，对所述卫星星历数据和所述原始观测数据进行改正项中的相对论效应修正，具体包括：

8.根据权利要求1所述的基于精密单点定位技术的探空方法，其特征在于，所述精密单点定位模块对所述精密定位数据进行风场反演计算，得到风速和风向，具体包括：

9.一种基于精密单点定位技术的探空装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种基于精密单点定位技术的探空方法，包括：预先在下投式探空仪中的精密单点定位模块注入卫星星历数据；搭载所述下投式探空仪的飞行器在航空状态、以及下投过程中，获取原始观测数据，并建立第一预设模型；精密单点定位模块通过无线电信号获取导航卫星广播的改正数信息，并基于改正数信息、第一预设模型和第二预设模型对卫星星历数据和原始观测数据进行误差修正，得到精密定位数据；对所述精密定位数据进行风场反演计算，得到风速和风向。下投探空仪利用精密单点定位技术，实现上百公里外的超远探测区域的高精度高空风场探测，提高气象数据预报的准确性。本申请还涉及一种基于精密单点定位技术的探空装置和设备。

技术研发人员：邹晓亮,赵金贤,陈书驰,郭飞,鱼蒙,郭振杰,黄晓杰,彭文武,张亚乾,武云东
受保护的技术使用者：中国人民解放军32021部队
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11