一种GNSS系统时间偏差的监测方法技术方案

本发明专利技术公开一种GNSS系统时间偏差的监测方法，涉及卫星导航技术领域，该方法包括：采用GNSS监测接收机获得设定数量个卫星导航系统的观测数据和导航电文；基于每个所述卫星导航系统的观测数据和导航电文，采用实时精密单点定位方法计算每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差；根据每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差，获得设定数量个卫星导航系统中任意两个卫星导航系统当前历元的系统时间偏差。本发明专利技术提高了导航系统时间偏差监测的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种GNSS系统时间偏差的监测方法


[0001]本专利技术涉及卫星导航
，特别是涉及一种GNSS系统时间偏差的监测方法。

技术介绍

[0002]卫星导航系统融合共用可以显著增加可视卫星的数目以及多个频点观测数据，不仅可以提高服务精度，还可以提升卫星导航系统的安全性和可靠性。卫星导航系统保持有自己的系统时间，且通过协调世界时(UniversalTime Coordinated，UTC)的不同物理实现溯源至UTC，因此不同导航系统之间存在系统时间偏差，该偏差值大约在几纳秒到几十纳秒的范围。
[0003]对于多系统组合定位与授时等应用，系统时间偏差是必须要考虑的因素，同时也是全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)兼容互操作的主要内容。目前获取GNSS时间偏差的主要方法有2种，方法1是在卫星导航系统层面监测，即在导航系统地面系统时间保持中心的之间建立卫星双向时间比对链路或GNSS时间比对链路，直接获得不同GNSS时间之间的偏差。方法2是通过接收GNSS空中信号，获取伪码观测值，从中扣除各项传输路径延迟，间接获得GNSS时间偏差。
[0004]第一种监测方法只能在卫星导航系统的地面时间保持中心实施，且需要彼此间交换数据。第二种监测方法不受监测地点的限制，也不需要数据交互的支撑，单站监测即可实现，但是该方法受限于伪码测量精度，只能实现约5ns的监测精度，且监测结果存在明显的周日变化。从监测数据的短期变化来看，由该监测方法引入的监测误差掩盖了系统时间偏差的真实变化。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种GNSS系统时间偏差的监测方法，提高了导航系统时间偏差监测的准确性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种GNSS系统时间偏差的监测方法，包括：
[0008]采用GNSS监测接收机获得设定数量个卫星导航系统的观测数据和导航电文；
[0009]基于每个所述卫星导航系统的观测数据和导航电文，采用实时精密单点定位方法计算每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差；
[0010]根据每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差，获得设定数量个卫星导航系统中任意两个卫星导航系统当前历元的系统时间偏差。
[0011]可选地，基于每个所述卫星导航系统的观测数据和导航电文，采用实时精密单点定位方法计算每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差，具体包括：
[0012]对于设定数量个卫星导航系统中任意一个卫星导航系统，对所述观测数据进行周跳探测和钟跳探测的预处理，获得预处理后的观测数据；
[0013]基于所述导航电文中广播星历参数和天线相位中心改正文件确定各误差项改正
值，所述误差项包括卫星钟差，星地几何距离，地球自转效应、相对论效应、相位缠绕误差、固体潮改正误差、卫星天线相位中心偏差和接收机天线相位中心偏差；
[0014]基于所述GNSS监测接收机与当前卫星导航系统对应的卫星位置，利用Saastamoinen模型确定天顶方向的对流层干延迟分量；
[0015]采用投影函数，将天顶方向的对流层干延迟分量转换到当前卫星导航系统对应的卫星至所述GNSS监测接收机连线方向的对流层干延迟分量；
[0016]从无电离层组合观测值中扣除对应所述各误差项的改正值，将天顶方向的对流层湿延迟分量、模糊度、接收机位置和接收机钟差作为待估计参数；
[0017]采样序贯最小二乘估计方法逐历元估计所述待估计参数，得到当前卫星导航系统对应的当前历元的接收机钟差。
[0018]可选地，所述投影函数为GMF。
[0019]可选地，所述设定数量为4，4个卫星导航系统分别为GPS、BDS、Galileo和GLONASS。
[0020]可选地，所述采用GNSS监测接收机获得设定数量个卫星导航系统的观测数据和导航电文，具体包括：
[0021]采用GNSS监测接收机获得GPSL1/L2、BDSB1I/B3I、GalileoE1/E5a和GLONASSL1/L2频点的观测数据，以及GPS、BDS、Galileo和GLONASS导航电文。
[0022]可选地，所述观测数据包括伪距观测数据和载波相位观测数据。
[0023]可选地，所述GNSS监测接收机工作在静态模式。
[0024]可选地，所述GNSS监测接收机的频率基准为10MHz频率信号，所述GNSS监测接收机的伪距测量的参考信号为1PPS时间信号。
[0025]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0026]本专利技术采用GNSS监测接收机获得多个卫星导航系统的观测数据和导航电文，基于实时精密单点定位算法实时解算卫星导航系统之间的系统时间偏差，从而提高了导航系统时间偏差监测的准确性，解决了多个卫星导航系统由于存在系统时间偏差导致的兼容互操作问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术一种GNSS系统时间偏差的监测方法流程示意图；
[0029]图2为本专利技术一种GNSS系统时间偏差的监测方法的具体流程示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术的目的是提供一种GNSS系统时间偏差的监测方法，提高了导航系统时间偏差监测的准确性。
[0032]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0033]如图1和图2所示，本专利技术一种GNSS系统时间偏差的监测方法，包括：
[0034]步骤101：采用GNSS监测接收机获得设定数量个卫星导航系统的观测数据和导航电文。
[0035]设定数量为4，4个卫星导航系统分别为GPS(GlobalPositioningSystem)、BDS、Galileo和GLONASS。
[0036]其中GPS为美国的全球定位系统，BDS为中国的北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)，GLONASS为俄罗斯的全球卫星导航系统，Galileo为伽利略卫星导航系统(Galileosatellitenavigation system)，Galileo为欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统。
[0037]GNSS监测接收机工作在静态模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GNSS系统时间偏差的监测方法，其特征在于，包括：采用GNSS监测接收机获得设定数量个卫星导航系统的观测数据和导航电文；基于每个所述卫星导航系统的观测数据和导航电文，采用实时精密单点定位方法计算每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差；根据每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差，获得设定数量个卫星导航系统中任意两个卫星导航系统当前历元的系统时间偏差。2.根据权利要求1所述的GNSS系统时间偏差的监测方法，其特征在于，基于每个所述卫星导航系统的观测数据和导航电文，采用实时精密单点定位方法计算每个所述卫星导航系统当前历元的接收机钟差，具体包括：对于设定数量个卫星导航系统中任意一个卫星导航系统，对所述观测数据进行周跳探测和钟跳探测的预处理，获得预处理后的观测数据；基于所述导航电文中广播星历参数和天线相位中心改正文件确定各误差项改正值，所述误差项包括卫星钟差，星地几何距离，地球自转效应、相对论效应、相位缠绕误差、固体潮改正误差、卫星天线相位中心偏差和接收机天线相位中心偏差；基于所述GNSS监测接收机与当前卫星导航系统对应的卫星位置，利用Saastamoinen模型确定天顶方向的对流层干延迟分量；采用投影函数，将天顶方向的对流层干延迟分量转换到当前卫星导航系统对应的卫星至所述GNSS监测接收机连线方向的对流层干延迟分量；从无电离层组合观测值中扣除对应所述各误差项的改正值，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：许龙霞，朱峰，刘娅，李孝辉，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：