一种不受glonass码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星大地测量及导航定位技术领域，尤其涉及一种不受GLONASS码频 间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方法。
【背景技术】
[0002] 高精度的实时卫星钟差改正是支持实时精密单点定位（Real-TimePrecise PointPositioning，RT-PPP)技术的关键。由于星载原子钟易受频率稳定性、环境温度变 化等因素影响，IGS及其分析中心提供的超快速卫星钟差产品在数小时内的预报精度可能 下降至数个ns水平，无法满足RT-PPP的要求。一般利用全球或局域跟踪站网络提供的实 时非差载波相位和伪距观测值，在固定测站位置和IGS超快星历提供预报轨道的前提下进 行卫星钟差的实时估计。基于GPS/GL0NASS组合的RT-PPP需同时提供高精度的实时GPS 和GLONASS卫星钟差产品。2013年4月1日，IGS正式推出可提供实时卫星轨道和卫星钟 差产品的RTS(Real-timeService)服务；该项服务目前正处于测试阶段，且仅能提供实时 GPS卫星钟差改正产品。迄今为止，IGS尚未提供官方的GLONASS精密卫星钟差产品，仅有 ES0C、IAC、GFZ及NRCan四个分析中心提供事后的精密卫星钟差产品。随着GLONASS系统 的逐步恢复，全球GLONASS跟踪站网分布较以往有显著增加，已具备提供实时GLONASS精密 卫星钟差产品的基础。
[0003]与GPS不同，当前的GLONASS系统使用频分多址（frequencydivisionmultiple access，FDMA)区分来自不同卫星的信号，由此在接收机内部会产生因通道频率而异的硬件 延迟偏差项（inter-channelbias,ICB)，又称为频间偏差（inter-frequnencybias,IFB)。 已有研究表明，GLONASS码频间偏差在不同频率通道间的差异可达数米，且与接收机类型、 固件版本、天线类型等因素有关。在联合GPS/GL0NASS进行卫星钟差估计时，需估计两个接 收机钟差项，即GPS接收机钟差和GLONASS接收机钟差；若GPS与GLONASS卫星钟差采用的 时间参考基准不同，则还应考虑二者的系统时间偏差。现有技术一般通过引入"系统时差" 参数，将GLONASS接收机钟差表达成GPS接收机钟差与系统时差之和的形式。对于GPS接 收机码硬件延迟，由于所有GPS卫星信号采用相同固定频率，该延迟将由GPS接收机钟差吸 收；对于GLONASS接收机码硬件延迟，码频间偏差因频率不同而存在差异，因而引入的系统 时差将仅吸收接收机GLONASS码硬件延迟的公共部分。因此，"系统时差"参数将由三部分 组成，即：GPS与GLONASS的系统时间偏差、GLONASS接收机码平均延迟及需扣除的GPS接收 机码延迟。显然，现有技术在进行卫星钟差估计函数建模中并未考虑GLONASS码频间偏差 的影响；GLONASS码频间偏差一部分会被估计的GLONASS卫星钟差吸收，残余部分将体现在 码伪距观测值残差中。在进行卫星钟差估计时，由于相位模糊度参数的存在，高精度的相位 观测值仅决定卫星钟差在历元间的精确变化，而伪距观测值对钟差解的主要贡献在于提供 所估计钟差的时间参考基准。GPS/GL0NASS精密卫星钟差的联合实时估计，一般利用来自全 球或区域分布的GNSS参考站网络实时观测数据流；对于每颗GLONASS卫星的钟差估值，在 不同历元间所参与求解的测站可能并不相同。现有技术并未考虑GLONASS码伪距观测值中 的频间偏差项，这将导致不同参考站码伪距确定的卫星钟差参考基准很难收敛至稳定值。 在扣除卫星钟常数偏差后，各参考站码频间偏差的综合影响将会使GLONASS卫星钟差估值 出现较大范围的波动，从而导致GLONASS实时卫星钟差估计精度的降低。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】中所涉及的缺陷，提供一种不受 GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方法。
[0005] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0006] 一种不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方法，包括以下步 骤：
[0007] 步骤1)，获取来自GNSS参考站网络的实时GPS、GLONASS观测数据；
[0008] 步骤2)，对步骤1中获取的GPS、GLONASS观测数据进行实时周跳探测，并对发生 周跳的历元进行标记；
[0009] 步骤3)，对步骤1)中获取的每个GNSS参考站的GPS、GLONASS观测数据，分别组 成消电离层组合观测值；
[0010] 步骤4)，对步骤1)中获取的每个GNSS参考站的GPS、GLONASS观测数据，分别建 立GPS、GLONASS卫星观测方程，其中将GLONASS接收机码频间偏差参数与系统时差参数进 行合并，为每颗观测的GLONASS卫星均设置一个独立时频偏差参数；
[0011] 步骤5)，从IGS最新公布的SINEX文件中提取各GNSS参考站位置坐标；从IGS超 快星历提供的预报轨道提取当前观测历元的卫星位置坐标；对观测方程中的各项误差源进 行建模改正；选定一个配备稳定频标的GNSS参考站，将其接收机钟作为参考钟；
[0012] 步骤6)，将所有参与解算GNSS参考站的GPS/GL0NASS卫星观测方程线性化，并表 示成矩阵形式；
[0013] 步骤7)，引入附加约束条件，即假定每个测站所有待估"时频偏差"之和为0 ;
[0014] 步骤8)，采用扩展卡尔曼滤波方法进行参数估计；其中，对标记为发生周跳的历 元，将模糊度参数重置后再进行扩展卡尔曼滤波估计；
[0015] 步骤9)，输出实时卫星钟差结果。
[0016] 作为本发明一种不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方法进 一步的优化方案，步骤3)中对于测站r、GPS卫星i组成消电离层组合观测值的计算公式 为：
【主权项】
1. 一种不受GLONASS码频间偏差影响的实时精密卫星钟差估计方法，其特征在于，包 括以下步骤： 步骤1)，获取来自GNSS参考站网络的实时GPS、GLONASS观测数据； 步骤2)，对步骤1中获取的GPS、GLONASS观测数据进行实时周跳探测，并对发生周跳 的历元进行标记； 步骤3)，对步骤1)中获取的每个GNSS参考站的GPS、GLONASS观测数据，分别组成消 电离层组合观测值； 步骤4)，对步骤1)中获取的每个GNSS参考站的GPS、GLONASS观测数据，分别建立GPS、GLONASS卫星观测方程，其中将GLONASS接收机码频间偏差参数与系统时差参数进行合并， 为每颗观测的GLONASS卫星均设置一个独立时频偏差参数；