[发明专利]一种嵌入在移动通讯网中的卫星定轨系统

摘要

本发明是一种嵌入在移动通讯网中的卫星定轨系统。包括有若干个移动通讯基站、卫星数据服务器、若干个移动用户，其中卫星数据服务器把计算出来的高精度轨道参数转发给移动用户,移动通讯基站将采集到的卫星原始数据发送到卫星数据服务器，卫星数据服务器把计算出来的高精度轨道参数提供给卫星地面控制中心，卫星地面控制中心再利用卫星地面站传输卫星轨道修正给导航同步卫星和倾斜轨道同步卫星。本发明通过大规模分布式的利用移动通讯基站来提供卫星原始数据的测量，卫星数据服务器通过网络收集移动通讯基站的测量数据后进行分析，计算同步卫星和倾斜轨道同步卫星的轨道参数，精密确定卫星位置，从而达到提高卫星导航系统精度的目的。

主权项

1.一种嵌入在移动通讯网中的卫星定轨系统，其特征在于包括有若干个移动通讯基站(1)、卫星数据服务器(4)、若干个移动用户(6)，其中卫星数据服务器(4)把计算出来的高精度轨道参数转发给移动用户(6),移动通讯基站(1)将采集到的卫星原始数据发送到卫星数据服务器(4)，卫星数据服务器(4)把计算出来的高精度轨道参数提供给卫星地面控制中心(7)，卫星地面控制中心(7)再利用卫星地面站(8)传输卫星轨道修正给导航同步卫星(9)和倾斜轨道同步卫星(10)；上述移动通讯基站(1)上还设有基站电脑(3)，移动用户(6)通过数据网路(5)与基站电脑(3)连接，卫星数据服务器(4)通过用户层面的数据网路(5)下达TCP/IP命令给基站电脑(3)，提取实时测量数据；嵌入在移动通讯网中的卫星定轨系统的测量模型包括伪距离测量模型，其中伪距离测量模型的方程式表示如下：上述公式中的分别表示移动通讯基站(1)中的移动基站r和GNSS卫星i之间的伪距离和几何距离，xⁱ，yⁱ，zⁱ是GNSS卫星i的三维坐标，x_r，y_r，z_r是移动基站r的三维坐标，是真空中的光速，δt_r是移动基站r上GNSS接收机的时钟偏移，δtⁱ是GNSS卫星i的时钟偏移，分别是GNSS卫星i到移动基站r的电离层时延和对流层时延，ε是测量噪声，上述公式的伪距离测量值使用下面的公式矫正：通过较正之后得到更为精确的伪距离测量值从而可提高测量的精度，伪距和载波相位测量方程表示为：其中分别是计量伪距以及GNSS卫星i和第二参考站j的几何距离，xⁱ,yⁱ，zⁱ是GNSS卫星i的三维坐标，x_j,y_j,z_j是移动通讯基站(1)中的第二参考站j在地球中心地面固定桢的三维坐标，是真空中的光速，δtⁱ和δt_j分别是GNSS卫星i的时钟偏移和GNSS接收机j的时钟偏移，分别是GNSS卫星i和第二参考站j的电离层时延和对流层时延，ε是测量噪声，f_L1，λ_L1分别是卫星信号的频率和波长，分别是从GNSS卫星i到第二参考站j的载波相位和整周模糊度；从伪距和载波相位的双差方法去消除GNSS卫星时钟偏移，接收机时钟偏移，电离层时延和对流层时延，在GNSS卫星i，j，移动用户u和移动基站r之间的伪距和载波相位测量方程的双差方法表示为：上面的方程用RTK方法解算：首先从连续时间的测量和卡尔曼滤波器中得到浮点数解，然后应用LAMBDA，得到整周模糊度解算；上述卫星数据服务器(4)是利用基于统计模型和卡尔曼滤波器设计，进行数据处理。