一种基于GNSS广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法与流程

技术特征：

1.一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)获取gnss卫星跟踪列表prns，确定与增强状态xaug相对应的协方差矩阵paug；其中xaug＝[δ1,δ2,δ3…δn]n，δ1,δ2,δ3…δn为卫星跟踪列表prns中正在跟踪的n颗gnss卫星由于广播星历误差引入的系统偏差，paug为n×n维对角

矩阵，初始化为对角阵，对角线元素为与n颗gnss卫星相对应的初始方差值；

(2)根据gnss观测量的噪声水平生成观测噪声矩阵rk；

(3)利用轨道动力学模型，将上一历元滤波估计的卫星位置和速度通过轨道递推，计算得到当前历元的预测值

(4)将接收机状态xrecv和增强状态xaug一起组成系统状态x＝[xrecv,xaug]n+8，采用增强扩展卡尔曼滤波器对所述系统状态进行滤波，得到更新后的卫星位置和速度；其中，rx,ry,rz为gnss接收机的位置矢量，b为gnss接收机的钟差，vx,vy,vz为gnss接收机的速度矢量，为gnss接收机的钟速。

2.根据权利要求1所述的一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于：所述的卫星跟踪列表prns中，若有gnss卫星跟踪状态发生变化导致prns发生变化，则对增强状态xaug及其对应的协方差矩阵paug进行调整，具体为：

若有一颗新的gnss卫星出现，则将增强状态xaug增加一维，并将对应于新gnss卫星的广播星历误差初始化为0，将增强状态的协方差矩阵paug从n×n维增加至(n+1)×(n+1)维，并将新加入的行和列初始化；

若有一颗gnss卫星停止跟踪，则将增强状态xaug减少一维，删除停止跟踪的gnss卫星的广播星历误差，同时将增强状态的协方差矩阵paug从n×n维减少至(n-1)×(n-1)维，删除停止跟踪的gnss卫星的广播星历误差对应的行和列；

若跟踪的gnss卫星保持不变，但有某颗gnss卫星的广播星历发生了更新，则将增强状态xaug中对应的元素初始化为0，将增强状态的协方差矩阵paug中对应的行和列初始化。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于：所述的rk矩阵为对角阵，对角元素由gnss伪距噪声σρ,k和伪速噪声组成，具体表示如下：

4.根据权利要求1或2所述的一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于：所述的轨道递推方法为龙格-库塔4阶积分法。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于：所述的增强扩展卡尔曼滤波器中，状态量的递推通过轨道力学模型积分得到，系统矩阵通过在状态量处线性化轨道力学模型得到，gnss原始观测作为观测量，观测矩阵为由gnss卫星的位置和估计的接收机位置计算得到，系统误差矩阵qk由轨道动力学模型的精度决定，观测误差矩阵rk由gnss观测的噪声水平决定。

6.根据权利要求5所述的一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于：所述的增强扩展卡尔曼滤波器中，系统转移矩阵为

其中，表示k时刻的状态预测值，表示k-1时刻的状态估计值，f为系统函数，表示在t时刻状态对时间的导数，τs为状态递推的时间间隔，

ax,ay,az表示gnss接收机的加速度，由轨道动力学模型计算得到。

7.根据权利要求5所述的一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于：所述的增强扩展卡尔曼滤波器中，观测矩阵hk＝[hrecvhaug]2n×(n+8)

表示第一颗gnss卫星和接收机间的视线矢量，角标为n的代表第n颗gnss卫星和接收机间的视线矢量。

8.根据权利要求5所述的一种基于gnss广播星历的高轨卫星高精度自主定轨方法，其特征在于：所述的增强扩展卡尔曼滤波器中，协方差矩阵p表示为：

precv为接收机状态xrecv的协方差矩阵。