通过低轨卫星下行导航信号改善UT1解算精度的方法

专利检索2025-06-12  13


本发明属于通信导航遥感领域,具体涉及一种通过低轨卫星下行导航信号改善ut1解算精度的方法。


背景技术:

1、地球自转参数的精密测定是实现天球参考系与地球参考系之间转换的重要前提,在航天测控、深空探测、精密授时、卫星导航等领域发挥着不可或缺的重要作用。地球自转参数主要包括极移参数、,以及ut1(世界时)-utc(协调世界时),这里ut1-utc表示世界时和协调世界时之间的差值。测定地球自转参数有多种手段,目前比较常见的有甚长基线干涉技术(very long baseline interfere,vlbi)、卫星激光测距技术(satellitelaser ranging, slr)、星基多普勒轨道确定和无线电定位组合技术(dopplerorbitography and radiopositioning integrated by satellite,doris)以及全球卫星导航系统技术(global navigation satellite system, gnss)。其中,基于gnss观测的地球自转参数测定技术有独特优势,可提供稳定例行的地球自转参数产品,这主要得益于gnss地面站造价相对低廉、地面站分布广、观测连续、以及如今各gnss系统卫星数量的逐渐增多。ut1的解算常常与gnss卫星定轨以及其它一系列参数解算同时进行,是全球各大gnss分析中心,包括我国的国际gnss监测评估系统(international gnss monitoring&assessment system,igmas)在进行gnss全球网解算时的固定输出产品之一。

2、然而,由于gnss卫星为中高轨卫星,飞行速度受到局限,相对于地球上各地面站的几何变化较慢,这导致gnss全球网解产品的解算精度较低。相应地导致ut1-utc的解算精度也比较低。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中所存在的上述问题,本发明提供了一种通过低轨卫星下行导航信号改善ut1解算精度的方法。

2、本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:

3、本发明提供了一种通过低轨卫星下行导航信号改善ut1解算精度的方法,所述方法包括:

4、对gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值进行数据预处理;

5、对经过数据预处理后的gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值分别进行站间星间双差处理,得到gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值;

6、根据gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值解算全球网解产品,并从所述全球网解产品中获取ut1-utc,以及从所述ut1-utc中获取ut1;所述全球网解产品包括多项全球网解参数,所述多项全球网解参数包括所述ut1-utc。

7、可选的,根据gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值解算全球网解产品,并从所述全球网解产品中获取ut1-utc,包括:

8、在不固定模糊度的情况下,根据gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值解算全球网解产品;

9、以不固定模糊度情况下的全球网解产品为初值,对gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差载波相位观测值进行整周模糊度固定处理,得到gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差载波相位观测值的整周模糊度;

10、将gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差载波相位观测值的整周模糊度代入gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差载波相位观测值,以对gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差载波相位观测值进行更新;

11、根据gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和更新后的双差载波相位观测值重新解算固定模糊度情况下的全球网解产品,并从本次解算的全球网解产品中获取ut1-utc。

12、可选的,对gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值进行数据预处理,包括:

13、采用无电离层组合单点定位方法对gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值进行数据预处理,并采用站间单差处理方法对gnss卫星和低轨卫星各自对应的载波相位观测值进行数据预处理。

14、可选的,对经过数据预处理后的gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值分别进行站间星间双差处理,得到gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值,包括:

15、针对每个gnss卫星,求取该gnss卫星对不同地面站的伪距观测值的第一站间单差;

16、针对每两个gnss卫星,求取该两个gnss卫星对于相同地面站组的第一站间单差之差,作为该两个gnss卫星对应的双差伪距观测值;

17、针对每个gnss卫星,求取该gnss卫星对不同地面站的载波相位观测值的第二站间单差;

18、针对每两个gnss卫星,求取该两个gnss卫星对于相同地面站组的第二站间单差之差,作为该两个gnss卫星对应的双差载波相位观测值;

19、针对每个低轨卫星,求取该低轨卫星对不同地面站的伪距观测值的第三站间单差;

20、针对每两个低轨卫星,求取该两个低轨卫星对于相同地面站组的第三站间单差之差,作为该两个低轨卫星对应的双差伪距观测值;

21、针对每个低轨卫星,求取该低轨卫星对不同地面站的载波相位观测值的第四站间单差;

22、针对每两个低轨卫星,求取该两个低轨卫星对于相同地面站组的第四站间单差之差,作为该两个低轨卫星对应的双差载波相位观测值。

23、可选的,所述全球网解产品,具体包括:地面站坐标、对流层参数、gnss卫星轨道、低轨卫星轨道、gnss卫星钟差、低轨卫星钟差以及所述ut1-utc。

24、本发明提供的一种通过低轨卫星下行导航信号改善ut1解算精度的方法,通过对gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值进行数据预处理;对经过数据预处理后的gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值分别进行站间星间双差处理,得到gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值;根据gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值解算全球网解产品,并从全球网解产品中获取ut1-utc,以及从ut1-utc中获取ut1;全球网解产品包括多项全球网解参数,多项全球网解参数包括ut1-utc。

25、相较于现有技术,本发明通过将gnss卫星和低轨卫星结合共同作用于ut1-utc的解算过程中,显著提高了卫星数量,利用gnss卫星能够大范围覆盖地球、可以提供连续的观测值的特点和低轨卫星与地面站的相对几何变化快、能够提供更多的观测值的特点,使得通过本发明解算出的全球网解产品精度更高,因此可以从全球网解产品中获取到精度更高的ut1-utc,以及从ut1-utc中获取到精度更高的ut1,从而改善了ut1的解算精度。

26、以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。


技术特征:

1.一种通过低轨卫星下行导航信号改善ut1解算精度的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值解算全球网解产品,并从所述全球网解产品中获取ut1-utc,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值进行数据预处理,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对经过数据预处理后的gnss卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值分别进行站间星间双差处理,得到gnss卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述全球网解产品,具体包括:地面站坐标、对流层参数、gnss卫星轨道、低轨卫星轨道、gnss卫星钟差、低轨卫星钟差以及所述ut1-utc。


技术总结
本发明公开了一种通过低轨卫星下行导航信号改善UT1解算精度的方法,通过对GNSS卫星和低轨卫星各自对应的伪距观测值和载波相位观测值进行数据预处理;再通过进行站间星间双差处理,得到GNSS卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值;根据GNSS卫星和低轨卫星各自对应的双差伪距观测值和双差载波相位观测值解算全球网解产品,并从全球网解产品中获取UT1‑UTC,进而从UT1‑UTC中获取UT1。本发明将GNSS卫星和低轨卫星结合用于UT1的解算过程中,使得通过本发明解算出的全球网解产品精度更高,从而改善了UT1的解算精度。

技术研发人员:王侃,张首刚,孙保琪,杨旭海
受保护的技术使用者:中国科学院国家授时中心
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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