[发明专利]一种基于导航卫星和低轨增强卫星的定位方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于导航卫星和低轨增强卫星的定位方法和系统。该方法包括：S1，获取当前历元的导航卫星和低轨增强卫星的观测数据；S2，获取导航卫星和低轨增强卫星的导航电文，得到精密轨道和钟差；S3，根据获取的导航电文改正定位过程的误差；S4，经由以其中一种卫星导航系统为基准归一化得到统一线性观测方程并计算定位参数观测值；S5，根据算得的定位参数观测值和上一历元的定位参数估计值计算定位参数估计值；S5，根据定位参数估计值生成当前历元的定位和测速结果并保存。本发明提供的基于导航卫星和低轨增强卫星的定位方法和系统，引入低轨增强卫星星群作为导航卫星，提高大尺度范围内PVT收敛速度。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术，尤其涉及一种基于导航卫星和低轨增强卫星的定位方法和系统。

背景技术

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)(包括美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo、中国北斗、日本QZSS和印度IRNSS等)主要是通过测定从卫星至接收机间的距离，采用距离后方交会原理确定运动载体位置、速度和时间(PVT)。卫星导航系统PVT性能除受限于卫星轨道、钟差产品精度外，还与电离层、对流层等误差模型精度以及模糊度参数固定的正确性相关。但是，定位、测速和授时定位参数解算的收敛速度则主要取决于导航卫星空间几何构型。当前，精密定位收敛过程在15分钟到30分钟不等，较长的收敛时间难以满足高精度实时定位要求。

为了减少收敛时间，当前主要采用区域增强或者多导航系统联合求解。区域增强系统(实时动态定位RTK、RTX、精密单点定位PPP-RTK)通过采用区域参考站解算当前区域的电离层、对流层等误差信息，以改正流动站处相应误差，从而达到模糊度参数与位置参数的快速分离，即可在几个历元内固定模糊度参数，达到厘米级定位结果以及相应精度的测速和授时结果。利用多导航卫星系统可以极大地增加可观测卫星数，改善卫星的空间几何构型，加快参数解算的收敛速度，从而提高PVT性能。

但是，上述方法都存在其局限性。区域增强系统受到了地域的限制，一般只能在一定的范围内提供高精度PVT服务，超过作用范围，其增强信息就不再可用。多导航卫星系统虽然能提高其收敛速度，但是由于现有导航卫星都处在中高轨道，卫星短时间内在天顶扫过的角度较小，卫星空间几何构型变化不明显，该方法对于加快精密单点定位(PPP)收敛的效果终究有限，在模糊度固定的情况下其收敛时间仍旧需要至少6分钟。考虑到低轨增强卫星相对于地面测站运动较快，会导致快速几何结构变化以及模糊度参数与位置参数的快速分离，从而加速PVT收敛速度，因此联合中高低轨增强卫星进行导航服务是解决当前高精度PVT服务瓶颈的有效手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种通过采用低轨增强卫星星群播发导航卫星信号，从而联合高中低轨导航卫星实现大尺度快速高精度PVT服务的基于导航卫星和低轨增强卫星的定位方法和系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种基于导航卫星和低轨增强卫星的定位方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，在当前历元，获取导航卫星和低轨增强卫星的观测数据并进行预处理；

步骤2，获取导航卫星和低轨增强卫星的导航电文，根据所获取的低轨增强卫星的导航电文同时得到导航卫星和低轨增强卫星的精密轨道和钟差；

步骤3，根据获取的导航电文改正定位过程所受到的误差；

步骤4，经由以其中一种卫星导航系统为基准归一化得到统一线性观测方程来计算定位参数观测值；

步骤5，根据计算得到的定位参数观测值和上一历元的定位参数估计值，经由状态方程得到当前历元定位参数估计值并返回步骤1；

步骤6，根据定位参数估计值生成当前历元的定位和测速结果并保存。