[发明专利]一种部分模糊度固定的时间传递快速重收敛方法

说明书

本发明公开了一种部分模糊度固定的时间传递快速重收敛方法，基于历元间差分模型获取重收敛时刻模糊度信息，并对模糊度子集信息进行质量控制，形成更可靠的快速重收敛PPP时间传递方法以获取更稳定、连续、精确的GNSS(Global Navigation Satellite System)时间传递结果。本发明具有良好的时效性与灵活性，算法简单易行，在实时与事后模式中均可实现，且可拓展至多频多系统的时间比对应用。

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，尤其涉及导航信号中断时，一种基于部分模糊度固定的快速重收敛技术实现更稳定、连续、精确的时间传递方法。

背景技术

GNSS是一种重要的定位、导航以及授时(PNT)技术，能够全天候、自动化、连续的提供高精度位置和时间服务信息。近年来，GNSS时频传递技术以其低成本、易于实现、服务范围广等优势成为近年来的研究热点。根据原始观测方程的形式以及观测值类型，GNSS大地测量时间传递技术可分为共视法(Common-View,CV)、全视法(All-In-View,AV)以及PPP(Precise Point Positioning)时间传递方法。相比于共视法，全视法以及PPP时间传递依靠整体星座参考的时间基准进行站间时间比对，进而实现全球范围内的时间传递。此外，PPP时间传递方法采用载波相位观测值，能够实现更高的时间传递精度以及短期频率传递稳定度。随着广域差分产品精度以及完备性的不断完善，PPP时间传递成为了性能最优的GNSS时间传递方法。

类似于定位应用，PPP时间传递也存在初始化时收敛时间较长的问题。一般而言，其收敛时间受卫星端群延迟、接收机端群延迟以及卫星钟差产品的初始钟偏差等因素的影响较大。当采用IGS分析中心提供的事后精密产品时，其首次收敛至1ns精度的初始化时长为20～30分钟。为了缩短收敛时长，有学者尝试引入对流层信息，形成附加约束条件的PPP时间传递模型。引入外部约束条件后可有效改善收敛期间时间传递性能，但其模糊度信息仍需要5～10分钟才能完全收敛，进而实现亚纳秒量级的时间传递。在进行长时间实时时间比对的过程中，不可避免的会出现短时间内GNSS信号中断或受到干扰等情况。当导航信号的重新捕获时，相位观测值的模糊度信息将会发生变化，从而导致PPP时间传递的重收敛现象。在重收敛过程中，接收机钟差参数长达5～30分钟的初始化时间制约了时间传递的连续性与可靠性。因此，快速重收敛成为实现长期、稳定PPP时间比对的关键问题，寻找一种准确、可靠的针对PPP时间传递的快速重收敛方法十分必要且迫切。

发明内容

为了解决上述已有技术存在的不足，本发明提出一种部分模糊度固定的时间传递快速重收敛方法，具体技术方案如下：

一种部分模糊度固定的时间传递快速重收敛方法，包括如下步骤：

S1：根据无几何距离组合观测值即GF组合观测值、无几何无电离层组合观测值即MW组合观测值，判断当前历元是否为周跳历元：

若当前历元未发生周跳，则根据GF组合观测值的变化量获取信号在电离层穿刺点天顶方向电子总含量的变化率，记录当前历元的对流层延迟及模糊度信息，更新信号在电离层穿刺点天顶方向电子总含量变化率、测站天顶方向的对流层延迟及模糊度信息；并实现非组合模式下的精密单点定位即PPP时间传递，获取时间传递结果，完成当前历元的数据处理；

若当前历元为周跳历元，则执行步骤S2-步骤S4，实现周跳修复处理，进而完成非组合模式下PPP时间传递；

S2：根据电离层穿刺点天顶方向电子总含量的变化率及测站天顶方向的对流层延迟的最新信息还原信号中断时间内的大气延迟变化量，并联合坐标信息代入历元间差分观测方程，获取重收敛时刻模糊度信息的浮点解集及相应的方差集；

S3：采用相位观测值，构造最小二乘模糊度降相关平差法即LAMBDA算法整周模糊度的搜索准则，选取方差最小的浮点解模糊度作为基准模糊度实现搜索准则中模糊度参数与接收机钟差参数的分离；再根据ratio检验对模糊度集进行质量控制，进行部分模糊度固定检验，获取重收敛时刻模糊度集的信息；