测量编队卫星星间基线的方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103336290A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103336290103336290A(43)申请公布日2013.10.02(21)申请号201310219804.6(22)申请日2013.06.04(71)申请人重庆绿色智能技术研究院地址401122重庆市渝北区北部新区金渝大道85号汉国中心B座9F(72)发明人刘刚刘曙光刘军(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人杨立(51)Int.Cl.G01S19/51(2010.01)权权利要求书4页利要求书4页说明书10页说明书10页附图2页附图2页(54)发明名称测量编队卫星星间基线的方法及系统(57)摘要本发明涉及一种测量编队卫星星间基线的方法及系统。其中，测量编队卫星星间基线的方法包括：步骤一，获取基准站和流动站接收到的对于编队卫星星间基线的GPS观测数据；步骤二，对所述GPS观测数据进行预处理，所述预处理包括使用多普勒积分法探测周跳和粗差，以及修复周跳和剔除粗差；步骤三，使用电离层比例因子法计算电离层延迟，根据计算结果改正所述电离层延迟；步骤四，使用载波相位平滑经步骤三改正后的伪距；步骤五，利用经过载波相位平滑后的伪距生成同步的双差观测数据，组建误差方程，通过最小二乘解算所述误差方程，获得编队卫星星间基线向量X。本发明的测量编队卫星星间基线的方法及系统，提高了测量精度，且计算简单，易于实现。CN103336290ACN103629ACN103336290A权利要求书1/4页1.一种测量编队卫星星间基线的方法，其特征在于，包括：步骤一，获取基准站和流动站接收到的对于编队卫星星间基线的GPS观测数据；步骤二，对所述GPS观测数据进行预处理，所述预处理包括使用多普勒积分法探测周跳和粗差，以及修复周跳和剔除粗差；步骤三，使用电离层比例因子法计算电离层延迟，根据计算结果改正所述电离层延迟；步骤四，使用载波相位平滑经步骤三改正后的伪距；步骤五，利用经过载波相位平滑后的伪距生成同步的双差观测数据，组建误差方程，通过最小二乘解算所述误差方程，获得编队卫星星间基线向量X。2.根据权利要求1所述的测量编队卫星星间基线的方法，其特征在于，步骤二中，使用多普勒积分法探测周跳和粗差包括：步骤2a，采用下式检测历元ti处的周跳值为上式中，V为残差，为载波观测值，D为多普勒频移观测值，N为整周模糊度，ε为其它误差项的影响，t为观测历元时刻；步骤2b，跨过历元ti，利用历元ti-1和历元ti+1的数据检测历元ti+1的周跳值步骤2c，判断和的结果是否近似，若近似则历元ti处发生了周跳，否则历元ti存在粗差且历元ti未发生周跳。3.根据权利要求1所述的测量编队卫星星间基线的方法，其特征在于，步骤三中，使用电离层比例因子法计算电离层延迟包括：步骤3a，根据电子密度峰值高度，利用下式计算卫星轨道高度以上电子含量占总电子含量的比例因子α，上式中，z=(h-h0)/H，h0为电子密度峰值高度，H为电子密度高度变化率，Ne0为电子密度峰值；步骤3b，根据总电子含量TEC和比例因子α获得轨道高度以上的电子含量VTEC，VTEC等于TEC乘以α；步骤3c，根据VTEC通过下式计算得到星载GPS信号传播方向上的电离层延迟量Vion，上式中，f1为载波频率，zIP为星载GPS信号穿刺点处的天顶距。2CN103336290A权利要求书2/4页4.根据权利要求1所述的测量编队卫星星间基线的方法，其特征在于，步骤四包括：经过所述步骤三后，某个历元的伪距和载波相位观测方程用下式表示：由上式得到由连续i个历元，得到第i个历元的平滑伪距值表达式如下：则第i+1个历元的平滑伪距值表达式如下：5.根据权利要求1所述的测量编队卫星星间基线的方法，其特征在于，步骤五中获得的编队卫星星间基线向量X为基于地心直角坐标系的向量，则所述测量编队卫星星间基线的方法还包括：将基于地心直角坐标系的向量X转换为基于站心直角坐标系的向量。6.一种测量编队卫星星间基线的系统，其特征在于，包括顺次相连的获取模块、预处理模块、改正模块、平滑模块和解算模块，其中：获取模块，用于获取基准站和流动站接收到的对于编队卫星星间基线的GPS观测数据；预处理模块，用于对所述获取模块获取的GPS观测数据进行预处理，所述预处理包括使用多普勒积分法探测周跳和粗差，以及修复周跳和剔除粗差；改正模块，用于使用电离层比例因子法计算电离层延迟，根据计算结果改正所述电离层延迟；平滑模块，用于使用载波相位平滑经改正模块改正后的伪距；解算模块，用于利用经过平滑模块平滑后的伪距生成同步的双差观测数据，组建误差方程，通过最小二乘解算所述误差方程，获得编队卫星星间基线向量X。7.根据权利要求6所述的测量编