专利名称：卫星导航系统的信号精度和定位服务可用性的评估方法
技术领域：
本发明涉及一种卫星导航系统的信号精度和定位服务可用性的评估方法，属于卫星导航技术领域。
背景技术：
随着卫星导航系统技术的逐步发展，未来不仅有美国的全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)导航系统，还有俄罗斯的格洛纳斯(GL0NASS)导航系统、 欧洲的伽利略(Galileo)导航系统、以及中国的北斗导航系统。不同的卫星导航系统提供的卫星导航信号精度和定位服务可用性不尽相同。卫星导航系统包括空间星座系统、地面控制系统和用户终端系统。对用户定位而言，空间星座系统提供的卫星导航信号性能与传播环境误差、以及用户接收机性能一道决定了用户的基本导航定位性能。其中，卫星导航信号精度是卫星导航系统服务提供者唯一能够控制和保证的部分。对用户定位可用性而言， 不同的服务可用性决定了卫星导航是否能用于特定的应用领域，并且是开发相应卫星增强系统的基础。为了评估不同卫星导航系统的信号精度和服务可用性，有必要发展一种统一的评估方法。
发明内容
本发明提供一种卫星导航系统的信号精度和定位服务可用性的评估方法，以实现针对不同卫星导航系统的统一评估。本发明一方面提供一种卫星导航系统的信号精度和定位服务可用性的评估方法， 其中包括从IGS组织的网站下载广播星历文件的数据和精密星历文件的数据；参照GNSS接口文件的描述，使用所述广播星历文件计算卫星概略坐标(Xk Yk Zk) 和卫星概略钟差Δ tsv ；使用所述精密星历文件计算卫星精密坐标(Xp，Yp, Zp)和卫星精密钟差Δ tsv,p ；计算每一分钟的卫星坐标误差(Δ X = Xk-Xp, Δ Y = Yk-Yp, Δ Z = Zk-Zp)和卫星钟差误差 At = Atsv-Atsvjp;计算 t 时亥Ij 网格点用户测 距误差
权利要求
1. 一种卫星导航系统的信号精度和定位服务可用性的评估方法，其特征在于，包括 从国际GPS服务组织IGS的网站下载广播星历文件的数据和精密星历文件的数据； 参照全球导航卫星系统GNSS接口文件的描述，使用所述广播星历文件计算卫星概略坐标(Xk Yk Zk)和卫星概略钟差Atsv ；使用所述精密星历文件计算卫星精密坐标0(p，Yp, Zp)和卫星精密钟差Atsv,p ； 计算每一分钟的卫星坐标误差(ΔΧ = Xk-Xp, ΔΥ = Yk-Yp, ΔΖ = Zk-Zp)和卫星钟差误差计算网格点用户测距误差精度跳购
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下载广播星历文件数据之后还包括 删除所述广播星历文件数据中的不健康数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算卫星概略坐标0(kYk Zk)和卫星概略钟差Atsv包括计算长半轴Α、平角速度IV从需要时刻到参考时刻的时间差tk、改正平角速度η和平近点角Mk ；根据等式Mk = Ek-e X SinEk迭代计算偏近点角& ；(cos-e)根据方程组·
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算卫星精密坐标和卫星精密钟差包括对所述精密星历文件中的卫星质心坐标进行拉格朗日插值计算； 将经所述拉格朗日插值计算后的卫星质心坐标在星固坐标系下转化为卫星相位中心坐标；根据精密星历文件数据进行拉格朗日插值计算任意时刻的卫星精密钟差。
5.一种卫星导航系统的信号精度和定位服务可用性的评估装置，其特征在于，包括 数据下载模块，用于从国际GPS服务组织IGS的网站下载广播星历文件的数据和精密星历文件的数据；概略运算模块，用于参照全球导航卫星系统GNSS接口文件的描述，使用所述广播星历文件计算卫星概略坐标(Xk Yk Zk)和卫星概略钟差Atsv;精密运算模块，用于使用所述精密星历文件计算卫星精密坐标0(p，Yp, Zp)和卫星精密钟差 Atsv,p;误差运算模块，用于计算每一分钟的卫星坐标误差(ΔΧ = Xk-Xp, Δ Y = Yk-Yp, Δ Z = Zk-Zp)和卫星钟差误差At= Atsv-Atsv,p，并计算t时刻网格点用户测距误差 UREgrid t = (Δ: · AJ + Δ: · Δ7 + Δ: · t^Z) - cM \精度运算模块，用于计算网格点用户测距误差精度燃购=Σ i77ffi^iU，并针对全t球，统计卫星导航系统的用户测距误差精度跳=Σ ms^ ；grid因子运算模块，用于计算t时刻网格点的水平定位精度因子HD()p =批+ 和垂直定位精度因子VDOP= ^；水平性能模块，用于计算t时刻网格点处的水平定位精度HACCUgHd, t = 1. 96HD0P*RMSCTid，并计算网格点卫星导航系统的水平定位服务可用性性能
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括数据删除模块，用于删除由数据下载模块下载的所述广播星历文件数据中的不健康数据。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述精密运算模块，包括插值单元，用于对所述精密星历文件数据中的卫星质心坐标进行拉格朗日插值计算； 转化单元，用于将经所述拉格朗日插值计算后的卫星质心坐标在星固坐标系下转化为卫星相位中心坐标作为所述卫星精密坐标；钟差单元，用于根据所述精密星历文件数据进行拉格朗日插值计算任意时刻的卫星精密钟差。
全文摘要
本发明提供一种卫星导航系统的信号精度和定位服务可用性的评估方法，该方法包括从IGS组织的网站下载广播星历文件的数据和精密星历文件的数据；参照GNSS接口文件的描述，使用所述广播星历文件计算卫星概略坐标和卫星概略钟差；使用所述精密星历文件计算卫星精密坐标和卫星精密钟差；计算每一分钟的卫星坐标误差和卫星钟差误差；计算t时刻网格点用户测距误差；计算网格点用户测距误差精度，并针对全球，统计卫星导航系统的用户测距误差精度；计算t时刻网格点的水平定位精度因子和垂直定位精度因子；计算水平定位精度和水平定位服务可用性性能，计算垂直定位精度和垂直定位服务可用性性能。本发明可以适用于各种不同的卫星导航系统。
文档编号G01S19/08GK102565814SQ20111042184
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者张军, 方继嗣, 朱衍波, 李强, 薛瑞 申请人:北京航空航天大学