一种卫星钟差估计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115906496A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211542379.X(22)申请日2022.12.03(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人李慧朱传锋李梦浩魏嘉龙赵琳(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G01S19/23(2010.01)G06F119/02(2020.01)G06F119/10(2020.01)G06F111/04(2020.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称一种卫星钟差估计方法(57)摘要本发明公开了一种卫星钟差估计方法，收集测站的观测数据，进行数据预处理，剔除不合格的原始观测数据，构造双频无电离层组合观测模型，然后采用批处理最小二乘法并行解算得到各测站簇对应的卫星钟差；遍历卫星钟差利用最小二乘法计算任意两个测站簇对应的卫星钟差的偏差；将不同测站簇估计的卫星钟差参考基准统一化，当卫星钟差存在异常或不存在卫星钟差值时，卫星钟差不可用并舍弃；判断可用卫星钟差的数量，若只有一个卫星钟差可用，则复制输出所述卫星钟差值作为卫星钟差综合估计值；否则，通过加权平均获取卫星钟差综合估计值及对应的标准偏差。本发明既提高了卫星钟差的精度又保证了解算效率，同时提升了卫星钟差的可靠性。CN115906496ACN115906496A权利要求书1/3页1.一种卫星钟差估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、收集测站的观测数据，进行数据预处理，利用质量监控手段剔除不合格的原始观测数据，基于不同测站簇的观测数据构造双频无电离层组合观测模型，然后采用批处理最小二乘法并行解算得到各测站簇对应的卫星钟差；步骤2、遍历卫星钟差利用最小二乘法计算任意两个测站簇对应的卫星钟差的偏差；步骤3、将不同测站簇估计的卫星钟差参考基准统一化，然后判断各测站簇对应的卫星钟差是否可用，当卫星钟差存在异常或不存在卫星钟差值时，所述卫星钟差不可用并舍弃；否则卫星钟差为可用，然后判断可用卫星钟差的数量，若只有一个卫星钟差可用，则复制输出所述卫星钟差值作为卫星钟差综合估计值；否则，通过加权平均获取卫星钟差综合估计值及对应的标准偏差。2.根据权利要求1所述的一种卫星钟差估计方法，其特征在于：构造双频无电离层组合观测模型过程中约束测站坐标和卫星轨道，利用先验模型修正固体潮误差、相位旋转误差、相对论效应误差、相位中心偏差。3.根据权利要求1所述的一种卫星钟差估计方法，其特征在于：所述双频无电离层组合观测模型包括：式中，分别表示伪距和载波相位无电离层组合观测量；ρ表示卫星与接收机s间的几何距离，上标s和下标r分别表示卫星和接收机，c表示真空中的光速，为常量；δtr、δt分别表示接收机钟差和卫星钟差；Tr表示天顶对流层延迟；m代表天顶对流层延迟的投影函数；分别表示无电离层组合载波波长和整周模糊度；εP,IF和εL,IF分别指伪距和载波相位观测量噪声，内含未被模型化的误差。4.根据权利要求1所述的一种卫星钟差估计方法，其特征在于：所述各测站簇对应的卫星钟差包括：s其中，a表示测站簇，Oa表示时间基准偏差，表示初始卫星钟差偏差，C表示卫星钟差真值。5.根据权利要求1所述的一种卫星钟差估计方法，其特征在于：步骤2所述遍历卫星钟差利用最小二乘法计算任意两个测站簇对应的卫星钟差的偏差包括：假设有u个测站簇估计卫星钟差，在某一特定历元下两个不同测站簇得到的同一卫星钟差的偏差为：式中，a、b分别表示两个不同的测站簇，ΔOab和分别表示两个不同测站簇的时间基准偏差的差值以及初始卫星钟差偏差的差值，根据偏差得到：2CN115906496A权利要求书2/3页X+v＝Ap其中，A表示n×u的设计矩阵(rankA＝u)且为对称矩阵，X表示n×1的两卫星钟差值之差的向量，p表示u×1的不同测站簇卫星钟差偏差，v表示n×1的噪声残差矩阵，n为两卫星钟差值之差的个数，设计矩阵A为：其中，‑1(u‑1)×1表示各元素值为‑1的列向量，I(u‑1)×(u‑1)表示秩为u‑1的单位矩阵；X+v＝Ap的最小二乘平差的法方程为：(ATPA)p＝ATPX其中，P表示n×n的带先验权的对角矩阵；两钟差之差的向量X为：带先验权的对角矩阵P为：其中，σ(u,s)表示的σ值，且σ0表示单位权重的先验值，一般设为σ0＝0.02ns。；基于零均值条件求解法方程获得各测站簇估计卫星钟差的偏差p：6.根据权利要求1所述的一种卫星钟差估计方法，其特征在于：所述将不同测站簇估计的卫星钟差参考基准统一化，通过加权平均获取卫星钟差综合估计值及对应的标准偏差包括：噪声残差矩阵满足：3CN115906496A权利要求书