[发明专利]一种实时精密单点定位的电离层时延补偿方法

说明书

本发明公开了一种实时精密单点定位的电离层时延补偿方法，该方法包括：构建电离层预报多项式拟合模型，利用电离层产品的STEC历史数据拟合求解电离层预报多项式拟合模型中的多项式拟合系数，获得多项式拟合预报电离层产品；利用电离层产品历史数据，结合双频相位观测值，构造电离层残差组合观测量，计算历元时刻之间的电离层变化量，生成残差组合观测量预报电离层产品；根据终端观测到的卫星状态，自动选择多项式拟合预报电离层产品或者残差组合观测量预报电离层产品预报电离层。本发明，使用电离层产品历史信息以及双频相位观测值信息对当前时刻电离层斜延迟进行预报，达到对电离层产品时延补偿、降低产品精度损失、提升PPP‑RTK度定位性能。

技术领域

本发明涉及终端定位技术领域，具体涉及一种实时精密单点定位的电离层时延补偿方法。

背景技术

星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System，SBAS)利用地面基准站网和PPP非差定位技术，估计精密卫星轨道误差、精密卫星钟差、相位小数偏差、区域大气延迟误差等状态空间表征的误差改正数(SSR，State Space Representation)，并通过L波段通讯卫星或Internet网络将其播发给终端用户，终端用户使用改正数产品和PPP/PPP-AR/PPP-RTK等技术实现高精度定位。

对于实时PPP-RTK而言，要求终端用户能够连续、实时地接收来自服务端的SSR数据。然而，由于SSR数据并非严格实时，存在一定的数据时延，包括：网络时延、服务端解算时延、通讯时延、更新频率、数据丢包以及电离层建模失败等。导致终端用户接收到的电离层产品与当前历元时刻将存在一定的时间延迟，实时PPP-RTK定位不精确。

为此，中国发明专利CN114545458A公开了一种高精度电离层实时建模方法，包括：步骤1，根据接收到的实时精密星历和实时测站坐标，计算电离层穿刺点位置及穿刺点天顶距信息；步骤2，根据接收到的实时精密星历、实时观测数据和实时改正数数据，实时地提取电离层斜延迟；步骤3，使用非差模糊度整数解构建事后电离层TEC模型获得硬件延迟参数，并对实时电离层斜延迟中的硬件延迟参数进行改正；同时，使用改进的电离层投影函数将电离层斜延迟转换成为电离层垂延迟；步骤4，将多源电离层数据构建的事后电离层总电子含量模型作为历史数据，使用半参数模型构建电离层TEC预报模型；步骤5，使用球谐函数对各穿刺点位置处的电离层垂延迟和电离层TEC预报模型提供的电离层垂延迟进行拟合；同时，使用卡尔曼滤波每5min估计一次模型待估参数，并生成实时全球电离层格网产品。该方案存在以下问题：

第一，该方案基于VTEC建模及预报，其精度将受到电离层映射函数精度影响。

第二，该方案在进行电离层预报前，需将电离层斜延迟STEC通过投影函数转换为电离层垂延迟VTEC，进行拟合，生成实时全球电离层格网模型。然而，电离层映射函数为经验模型，使用电离层映射函数将STEC转换为VTEC时，将给电离层样本数据引入误差，造成精度损失。

第三，星基增强服务中提供的电离层产品一般为STEC建模产品，且产品精度需优于0.3TEC。该方案不适用于星基增强服务。

有鉴于此，需要对现有的高精度电离层实时建模方法进行改进，以降低产品精度损失，提升PPP-RTK度定位性能。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种实时精密单点定位的电离层时延补偿方法，以解决现有技术将给电离层样本数据引入误差，造成精度损失，且不适用于星基增强服务的问题。

为此，本发明提供的一种实时精密单点定位的电离层时延补偿方法，包括以下步骤：

接收星基增强服务播发的电离层产品，并保存为电离层产品历史数据；