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CN120703791A - 一种北斗PPP-B2b定位补偿方法及系统 - Google Patents

一种北斗PPP-B2b定位补偿方法及系统

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Publication number
CN120703791A
CN120703791A CN202511200044.3A CN202511200044A CN120703791A CN 120703791 A CN120703791 A CN 120703791A CN 202511200044 A CN202511200044 A CN 202511200044A CN 120703791 A CN120703791 A CN 120703791A
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CN
China
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satellite
ppp
sisre
ephemeris
epoch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202511200044.3A
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English (en)
Inventor
高顺利
毛晓柳
瞿子扬
郑建行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kepler Satellite Technology Wuhan Co ltd
Original Assignee
Kepler Satellite Technology Wuhan Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kepler Satellite Technology Wuhan Co ltd filed Critical Kepler Satellite Technology Wuhan Co ltd
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Publication of CN120703791A publication Critical patent/CN120703791A/zh
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    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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Abstract

本发明提供一种北斗PPP‑B2b定位补偿方法及系统,用于卫星导航领域,该方法包括:接收广播星历,根据北斗卫星PPP‑B2b信号对广播星历修正得到PPP‑B2b精密星历,并获取参考精密星历;根据PPP‑B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP‑B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP‑B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP‑B2b全球平均SISRE;基于PPP‑B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;通过实验测量PPP‑B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。通过该方案可以加快PPP‑B2b定位的收敛速度。

Description

一种北斗PPP-B2b定位补偿方法及系统
技术领域
本发明属于卫星导航技术领域,尤其涉及一种北斗PPP-B2b定位补偿方法及系统。
背景技术
BDS-3通过三颗GEO上PPP-B2b信号,为中国及周边地区用户提供BDS-3及其它GNSS系统的精密轨道、钟差和码间偏差等改正信息,用户可获得厘米至分米级精度的位置信息。实验表明,PPP-B2b精密改正数能够有效消除广播星历更新导致的轨道和钟差不连续性,但较大的卫星特定非零均值偏差,在一定程度降低了伪距观测精度,例如,2021年-2023年期间两年左右的PPP-B2b产品GPS和BDS-3平均空间信号测距误差(SISRE)STD为0.22 ns和0.13 ns,PPP-B2b的SISRE同样存在和钟差一致的卫星特定偏差,BDS-3和GPS平均均方根误差(RMS)结果分别达到了0.5 m和1.2 m。
尽管PPP-B2b具有较高的精度,其钟差存在的恒定偏差会被吸收到伪距残差和模糊度参数中,进而损失一定的定位收敛速度。目前,在一些公开的技术方案(公开号CN114966773B)中,会根据PPP-B2b修正信息分别对各个伪距观测值的DCB差分码偏差修正,根据广播星历导航电文计算卫星坐标数据以及卫星钟差数据,并通过广播星历导航电文和观测文件得到卫星速度,分别对各个卫星和初始接收机位置的多普勒频移值重构,基于所有的卫星坐标数据、卫星钟差数据、修正后伪距观测值、载波相位观测值和多普勒频移值进行目标接收机位置的分析,能够一定程度缩短了PPP收敛时间。但仍无法解决因钟差存在的恒定偏差被吸收到伪距残差和模糊度参数中,影响PPP-B2b定位收敛速度的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种北斗PPP-B2b定位补偿方法及系统,用于解决当前PPP-B2b定位收敛速度慢的问题。
在本发明实施例的第一方面,提供了一种北斗PPP-B2b定位补偿方法,包括:
接收广播星历,根据北斗卫星PPP-B2b信号对广播星历修正得到PPP-B2b精密星历,并获取参考精密星历;
根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE;
基于PPP-B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;
通过实验测量PPP-B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。
在本发明实施例的第二方面,提供了一种北斗PPP-B2b定位补偿系统,包括:
信号接收模块,用于接收广播星历,根据北斗卫星PPP-B2b信号对广播星历修正得到PPP-B2b精密星历,并获取参考精密星历;
误差计算模块,用于根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE;
模型构建模块,用于基于PPP-B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;
定位补偿模块,用于通过实验测量PPP-B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。
在本发明实施例的第三方面,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例第一方面所述方法的步骤。
在本发明实施例的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。
本发明实施例中,通过为各卫星增加一个SISRE参数,对其历元差分序列进行随机过程建模,并根据PPP模型精度,选取合适的过程噪声参数对PPP模型进行补偿,从而能提升PPP模型定位收敛速度。同时,可以适用于任意PPP定位模型,用户可自行决定使用无电离层组合或者非组合模型;能够有效分离出残余星历和轨道误差,改善了定位精度和收敛;额外计算量和存储量小,对接收机内部芯片要求不高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获取其他附图。
图1为本发明一个实施例提供的一种北斗PPP-B2b定位补偿方法的流程示意图;
图2为本发明一个实施例提供的PPP定位模型精度与SISRE参数的关系示意图;
图3为本发明一个实施例提供的一种北斗PPP-B2b定位补偿系统的结构示意图;
图4为本发明的一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,本发明的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述,意指覆盖不排他的包含,如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。此外,“第一”“第二”用于区分不同对象,并非用于描述特定顺序。
请参阅图1,本发明实施例提供的一种北斗PPP-B2b定位补偿方法的流程示意图,包括:
S101、接收广播星历,根据北斗卫星PPP-B2b信号对广播星历修正得到PPP-B2b精密星历,并获取参考精密星历;
PPP-B2b是北斗系统对外发布的高精度信号,由北斗三颗地球同步轨道(GEO)卫星播发,为用户提供高精度服务。定位接收机可以接收PPP-B2b信号,对原始PPP-B2b二进制文件,按照BDS-3 PPP-B2b ICD文件由接收机接收,解码和恢复得到PPP-B2b精密星历,精密星历中包含卫星轨道信息、钟差信息等。
定位接收机从BDS-3 B1C信号上获取CNAV星历,从GPS L1信号上解码LNAV星历;事后处理从BDS-3官方给定服务器ftp2.csno-tarc.cn上获取CNAV1星历,从IGS服务器上下载GPS LNAV星历。
其中,从IGS分析中心下载同时段精密轨道和钟差产品作为参考精密星历。
S102、根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE;
根据PPP-B2b精密星历和同时段北斗卫星星历、GPS星历等,可以计算得到卫星轨道误差、卫星时钟误差,精密星历文件可以提供厘米级轨道精度,卫星时钟误差可以根据地面原子钟和实时卫星钟计算得到。
SISRE(signal-in-space ranging error)是用户等效测距误差的主要构成部分‌,反映卫星播发的导航电文偏差对用户测距的影响。SISRE表示卫星地球表面覆盖范围内所有点瞬时SISRE的RMS统计值,可以根据卫星的径向、切向、法向轨道误差和钟差偏差来计算‌。
其中,根据公式(1)改正PPP-B2b卫星轨道天线相位中心偏差:
(1)
式中,表示PPP-B2b星历卫星天线相位中心位置,表示卫星质心位置,表示卫星的PCO参数,为卫星姿态矩阵,卫星姿态矩阵为根据卫星位置计算得到的卫星名义姿态,表示卫星姿态矩阵的转置;
北斗三号参考坐标系BDCS和CGCS2000定义保持一致,以2000历元ITRF97为参考框架,与参考精密星历所采用的ITRF20之间框架偏差在厘米级,对轨道精度评估影响不大。参考精密星历的轨道参考点为卫星的质心(CoM),PPP-B2b星历参考点为卫星天线相位中心(APC),BDS-3为B1I+B3I无电离层组合,GPS为L1+L2无电离层组合,因此需要改正天线相位中心偏差后再将轨道互差。
将历元钟差均值作为系统常值偏差,根据公式(2)计算历元钟差均值:
(2)
式中,表示卫星导航系统卫星的卫星钟差误差,分别表示卫星导航系统卫星PPP-B2b钟差和参考钟差产品,为当前历元钟差有效的卫星个数。
在PPP-B2b钟差产品恢复阶段改正码间偏差后,得到了B1I/B3I IF组合基准的BDS-3钟差和L1/L2 IF组合基准的GPS钟差,与参考产品钟差基准保持一致。此外,由于钟差估计阶段附加的时间约束条件不同,不同机构的钟差产品间仍然存在固定的时间基准差异,可以将历元钟差均值作为系统常值偏差,采用二次差方法消除基准偏差影响。
PPP-B2b地面跟踪站为中国区域内12个参考站,钟时选取的参考卫星频繁切换将导致钟差序列跳变,影响钟差STD统计值的真实性。通过均值调整对二次差序列进行平滑:
式中,表示卫星钟差二次差的前后历元差分;
其中,当系统可用卫星钟差二次差均发生较大跳变时对齐进行补偿。
具体的,根据公式(3)计算PPP-B2b各星座卫星全球平均SISRE:
(3)
式中,为PPP-B2b星历卫星全球平均SISRE,均表示权重因子,与卫星系统和星座类型有关,例如,GPS取值为0.98和1/49,BDS-3中圆地球轨道卫星(mediumearth orbit,MEO)为0.98和1/54,IGSO为0.99和1/126,具体取值可参考文献(Multi-GNSSsignal-in-space range error assessment Methodology and results),分别表示PPP-B2b星历卫星径向、切向和法向分量的轨道误差,表示PPP-B2b卫星的钟差误差分量。
S103、基于PPP-B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;
历元差分是通过处理连续历元观测数据来消除公共误差的技术,一般应用于高精度定位,其核心是通过历元间差分消除接收机钟差、卫星钟差等系统性误差,以提高定位精度。基于卫星全球平均SISRE,通过历元一次差分可以得到各卫星历元差分SISRE序列,根据各卫星历元差分SISRE序列可以采用随机过程建模得到SISRE随机模型,即非确定性数学模型。
可选的,对各卫星的SISRE序列及其一阶历元差分SISRE序列依次进行ADF检验、滞后预定阶数的Ljung-Box自相关性检验和K-S检验;
根据检验结果将一阶历元差分SISRE序列近似建模为零均值高斯过程,并按照随机游走过程对SISRE参数进行历元间强约束。
所述检验结果是指ADF检验结果(时间序列平稳性检验)、自相关性检验结果(确认时间序列是否为白噪声过程)和K-S检验结果(确认数据是否服从高斯分布),检验结果实际上是判别结果,即判别SISRE序列是具有哪一特性,ADF检验是判别序列是否具有平稳特性,自相关性检验是判别时间序列是否可视为白噪声过程,K-S检验是确认数据是否服从高斯分布。其中,当SISRE序列经ADF检验不具备平稳特性,则可以认为SISRE序列具有随机游走特性;当ADF具备平稳特性、自相关检验不符合白噪声分布以及K-S检验是零均值高斯分布,则认为SISRE序列是具有一定变化趋势的随机游走过程。
S104、通过实验测量PPP-B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。
所述过程噪声参数用于描述和模拟实际环境中噪声特性的参数,本实施例中过程噪声参数是SISRE随机模型中的一个参数。通过对PPP定位精度进行实验分析,研究SISRE过程噪声对定位精度影响来选取最优过程噪声参数补偿PPP定位模型。PPP(precise pointpositioning)定位模型,即精密单点定位模型,其一般通过精密卫星轨道/钟差产品、误差改正模型及参数估计方法实现定位解算。
示例性的,如图2所示,将历元时间间隔设置为观测值采样时间间隔(如30s),以1mm/历元变化量为步长遍历0-30 mm/SISRE过程噪声进行1 h时段的单系统定位测试,获得定位精度随过程中噪声变化关系。选择1 mm过程噪声值时,BDS-3和GPS能够获得最优定位精度。相比于常规PPP定位结果,进行补偿的PPP模型有最大约5 cm的三维精度提升。
本实施例中,通过在每颗卫星上引入SISRE参数,并对SISRE随机模型进行精确建模,能够将残余的星历和钟差误差从位置参数中分离,不仅提高了PPP定位模型精度,而且可以缩短收敛时间,并极大地改善了PPP-B2b的适用范围,可自行决定使用无电离层组合或者非组合模型,同时,计算量小,内存占用少。
可以理解,本实施例中全球平均SISRE刻画了卫星空间段误差对全球用户定位的整体影响。从计算公式系数上看,SISRE主要由径向轨道误差和钟差误差决定。针对特定用户位置上的瞬时SISRE,考虑卫星轨道和钟差误差投影的空间相关性:
式中,为轨道和钟差误差在用户视线方向投影误差;为径向、切向、法向的卫星轨道误差向量;为从星固系到用户视线方向的误差投影矩阵;为钟差误差。
实际定位中用户端观测信号的天底角满足为地球半径和卫星轨道高度。考虑较小的高度角阈值限制,信号天底角被进一步缩小近似为。对各GNSS系统近似得到。导致切向和法向轨道误差投影分量被大幅削弱。因此,用户端瞬时SISRE主要由径向轨道误差和钟差决定,和全球平均SISRE的具有类似的非零均值偏差特性。
由此,提出基于SISRE补偿的PPP模型。考虑到SISRE参数的稳定性,在伪距和相位观测方程中引入卫星相关的参数,理论上能够从模型残差中分离出用户视线方向残余轨道和钟差误差。
以非组合模型为例,调整后的非组合PPP函数模型为:
式中:表示伪距和载波相位观测值的OMC(observed-minus-computed),为用户位置的改正量,为卫星用户距离在近似位置处一阶导数,分别表示接收机钟差和卫星钟差;为任意非基准频点上的伪距硬件延迟项,分别表示对流层投影函数和天顶方向对流层残余湿延迟;表示重整后第一频点信号在传播过程中产生的电离层延迟;为其他频点上电离层延迟和第一频点电离层延迟之间的转换系数;为频点上重整的整数模糊度,为其对应波长;分别表示伪距和载波相位观测值的观测噪声,为卫星相关的SISRE补偿参数。
应理解,上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图3为本发明实施例提供的一种北斗PPP-B2b定位补偿系统的结构示意图,该系统包括:
信号接收模块310,用于接收广播星历,根据北斗卫星PPP-B2b信号对广播星历修正得到PPP-B2b精密星历,并获取参考精密星历;
误差计算模块320,用于根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE;
可选的,所述根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,还包括:
根据公式(1)改正PPP-B2b卫星轨道天线相位中心偏差:
(1)
式中,表示PPP-B2b星历卫星天线相位中心位置,表示卫星质心位置,表示卫星的PCO参数,为卫星姿态矩阵,卫星姿态矩阵为根据卫星位置计算得到的卫星名义姿态,表示卫星姿态矩阵的转置;
将历元钟差均值作为系统常值偏差,根据公式(2)计算历元钟差均值:
(2)
式中,表示卫星导航系统卫星的卫星钟差误差,分别表示卫星导航系统卫星PPP-B2b钟差和参考钟差产品,为当前历元钟差有效的卫星个数。
其中,根据公式(3)计算PPP-B2b各星座卫星全球平均SISRE:
(3)
式中,为PPP-B2b星历卫星全球平均SISRE,均表示权重因子,与卫星系统和星座类型有关,分别表示PPP-B2b星历卫星径向、切向和法向分量的轨道误差,表示PPP-B2b卫星的钟差误差分量。
模型构建模块330,用于基于PPP-B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;
可选的,对各卫星的SISRE序列及其一阶历元差分SISRE序列依次进行ADF检验、滞后预定阶数的Ljung-Box自相关性检验和K-S检验;根据检验结果将一阶历元差分SISRE序列近似建模为零均值高斯过程,并按照随机游走过程对SISRE参数进行历元间强约束。
定位补偿模块340,用于通过实验测量PPP-B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和模块的具体工作过程可以参考前述方法实施例中对应的过程,在此不再赘述。
图4是本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备用于优化PPP模型定位。如图4所示,该实施例的电子设备4包括:存储器410、处理器420以及系统总线430,所述存储器410包括存储其上的可运行程序4101,本领域技术人员可以理解,图4中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
下面结合图4对电子设备的各个构成部件进行具体的介绍:
存储器410可用于存储软件程序以及模块,处理器420通过运行存储在存储器410的软件程序以及模块,从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理。存储器410可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据(比如缓存数据)等。此外,存储器410可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
在存储器410上包含界面生成方法的可运行程序4101,所述可运行程序4101可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器410中,并由处理器420执行,以实现PPP模型定位补偿等,所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述可运行程序4101在所述电子设备4中的执行过程。例如,所述可运行程序4101可以被分割为信号接收模块、误差计算模块、模型构建模块和定位补偿模块等功能模块。
处理器420是电子设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分,通过运行或执行存储在存储器410内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器410内的数据,执行电子设备的各种功能和处理数据,从而对电子设备进行整体状态监控。可选的,处理器420可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器420可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器420中。
系统总线430是用来连接计算机内部各功能部件,可以传送数据信息、地址信息、控制信息,其种类可以是例如PCI总线、ISA总线、CAN总线等。处理器420的指令通过总线传递至存储器410,存储器410反馈数据给处理器420,系统总线430负责处理器420与存储器410之间的数据、指令交互。当然系统总线430还可以接入其他设备,例如网络接口、显示设备等。
在本发明实施例中,该电子设备所包括的处理420执行的可运行程序包括:
接收广播星历,根据北斗卫星PPP-B2b信号对广播星历修正得到PPP-B2b精密星历,并获取参考精密星历;
根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE;
基于PPP-B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;
通过实验测量PPP-B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、设备和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种北斗PPP-B2b定位补偿方法,其特征在于,包括:
接收广播星历,根据北斗卫星PPP-B2b信号对广播星历修正得到PPP-B2b精密星历,并获取参考精密星历;
根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE;
基于PPP-B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;
通过实验测量PPP-B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,还包括:
根据公式(1)改正PPP-B2b卫星轨道天线相位中心偏差:
(1)
式中,表示PPP-B2b星历卫星天线相位中心位置,表示卫星质心位置,表示卫星的PCO参数,为卫星姿态矩阵,卫星姿态矩阵为根据卫星位置计算得到的卫星名义姿态,表示卫星姿态矩阵的转置;
将历元钟差均值作为系统常值偏差,根据公式(2)计算历元钟差均值:
(2)
式中,表示卫星导航系统卫星的卫星钟差误差,分别表示卫星导航系统卫星PPP-B2b钟差和参考钟差产品,为当前历元钟差有效的卫星个数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE包括:
根据公式(3)计算PPP-B2b各星座卫星全球平均SISRE:
(3)
式中,为PPP-B2b星历卫星全球平均SISRE,均表示权重因子,与卫星系统和星座类型有关,分别表示PPP-B2b星历卫星径向、切向和法向分量的轨道误差,表示PPP-B2b卫星的钟差误差分量。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型包括:
对各卫星的SISRE序列及其一阶历元差分SISRE序列依次进行ADF检验、滞后预定阶数的Ljung-Box自相关性检验和K-S检验;根据检验结果将一阶历元差分SISRE序列近似建模为零均值高斯过程,并按照随机游走过程对SISRE参数进行历元间强约束。
5.一种北斗PPP-B2b定位补偿系统,其特征在于,包括:
信号接收模块,用于接收广播星历,根据北斗卫星PPP-B2b信号对广播星历修正得到PPP-B2b精密星历,并获取参考精密星历;
误差计算模块,用于根据PPP-B2b精密星历和参考精密星历,计算得到PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,并根据PPP-B2b卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星PPP-B2b全球平均SISRE;
模型构建模块,用于基于PPP-B2b全球平均SISRE分别计算各卫星历元差分SISRE序列,并基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型;
定位补偿模块,用于通过实验测量PPP-B2b定位精度与SISRE随机模型参数的关系,在SISRE随机模型中选取SISRE最优过程噪声参数对PPP定位模型进行补偿。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述基于精密星历文件和同时段的北斗卫星星历、GPS星历分别计算卫星轨道误差和卫星时钟误差,还包括:
根据公式(1)改正PPP-B2b卫星轨道天线相位中心偏差:
(1)
式中,表示PPP-B2b星历卫星天线相位中心位置,表示卫星质心位置,表示卫星的PCO参数,为卫星姿态矩阵,卫星姿态矩阵为根据卫星位置计算得到的卫星名义姿态,表示卫星姿态矩阵的转置;
将历元钟差均值作为系统常值偏差,根据公式(2)计算历元钟差均值:
(2)
式中,表示卫星导航系统卫星的卫星钟差误差,分别表示卫星导航系统卫星PPP-B2b钟差和参考钟差产品,为当前历元钟差有效的卫星个数。
7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述根据卫星轨道误差和卫星时钟误差,计算北斗卫星全球平均SISRE包括:
根据公式(3)计算PPP-B2b各星座卫星全球平均SISRE:
(3)
式中,为PPP-B2b星历卫星全球平均SISRE,均表示权重因子,与卫星系统和星座类型有关,分别表示PPP-B2b星历卫星径向、切向和法向分量的轨道误差,表示PPP-B2b卫星的钟差误差分量。
8.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述基于各卫星历元差分SISRE序列构建SISRE随机模型包括:
对各卫星的SISRE序列及其一阶历元差分SISRE序列依次进行ADF检验、滞后预定阶数的Ljung-Box自相关性检验和K-S检验;根据检验结果将一阶历元差分SISRE序列近似建模为零均值高斯过程,并按照随机游走过程对SISRE参数进行历元间强约束。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的一种北斗PPP-B2b定位补偿方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至4任一项所述的一种北斗PPP-B2b定位补偿方法的步骤。
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