本發明專利技術公開了多衛星導航星基增強系統(SBAS)提高定位精度的方法和系統，可用于全球導航衛星系統(GNSS)接收機的定位運算，提高定位精度。其技術方案為：對多個星基增強系統的快速改正信息、長期誤差改正信息、電離層延遲改正值進行數據融合，以數據融合后的快速改正信息、長期誤差改正信息和電離層延遲改正值參與衛星導航系統的定位運算，來提高多衛星導航星基增強系統下的GNSS接收機的定位精度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種衛星導航的提高定位精度的計算方法，尤其涉及利用多衛星導航星基增強系統提高定位精度的方法和系統。
技術介紹
衛星導航星基增強系統(SBAS)屬于衛星導航廣域增強系統中的一種，它通過地球同步衛星(GEO)將衛星導航系統的誤差改正值和完好性數據播發給全球導航衛星 (GNSS)接收機，GNSS接收機利用這些誤差改正值對接收機的觀測量進行修正，以消除這些誤差對定位結果的影響，提高衛星導航定位的精度。星基增強系統播發的衛星導航系統的誤差改正值包括以下幾個方面1)導航衛星星歷誤差改正值；2)導航衛星星鐘誤差改正值；3)導航衛星信號的電離層垂直傳播延遲。目前已經得到應用的星基增強系統包括美國的WAAS (廣域增強系統)、歐洲的 EGNOS(對地導航重疊服務)、日本的MSAS(多功能導航增強系統)和我國的SNAS(基于北斗GEO衛星播發增強信號的衛星導航增強系統)。還有一些星基增強系統在建設中，如印度的GAGAN (GEO增強導航系統)等。亞太地區用戶可接收到多個星基增強系統的信號，但目前一般采用單個星基增強系統播發的數據對GNSS接收機的定位運算進行修正。由于星基增強系統采用的廣域增強技術不要求用戶GNSS接收機與基準站之間保持嚴格的時空相關性要求，因此對多星基增強系統播發的數據進行融合優化成為可能。星基增強系統為獲得衛星導航系統的誤差改正值，建立了地面觀測網；不同星基增強系統的地面觀測網覆蓋區域不同，觀測的區域也不同，導致的結果是，不同的星基增強系統在其觀測的區域可以提供更好的誤差改正值，特別是在電離層觀測方面，需要區域的長期歷史數據的積累和分析。例如日本的MSAS系統對其上空的電離層觀測較好，而印度的 GAGAN系統對東南亞和印度洋上空的電離層觀測較好。不同星基增強系統發布的改正值的精度呈區域性分布。國際GNSS服務組織IGS提供事后的高精度導航衛星星歷、衛星星鐘誤差和電離層延遲，可對各個星基增強系統播發的衛星導航系統的誤差改正值進行事后檢驗，所產生的誤差統計值可作為該星基增強系統播發數據可信度的依據之一。
技術實現思路
本專利技術的目的在于改進解決上述問題，提供一種多衛星導航星基增強系統提高定位精度的方法，通過多星基增強系統數據融合，使用融合優化后數據，用于GNSS接收機的位置計算，提高定位精度。本專利技術的另一目的在于提供一種多星基增強系統提高定位精度的系統。本專利技術的技術方案為一種多衛星導航星基增強系統提高定位精度的方法，包括以下步驟(1)接收多個星基增強系統的快速改正信息的報文，對每個編號衛星數據使用公式權利要求1. 一種多衛星導航星基增強系統提高定位精度的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)接收多個星基增強系統的快速改正信息的報文，對每個編號衛星數據使用公式2.根據權利要求1所述的多衛星導航星基增強系統提高定位精度的方法，其特征在于，在步驟O)中，所述第i個星基增強系統中的編號衛星的數據參與數據融合的加權值 a^，其中的h根據第i個星基增強系統中該編號衛星的相應數據與國際GNSS服務組織 IGS提供的高精度導航衛星星歷和衛星鐘差數據之間的誤差統計值確定，h取值與該誤差統計值成反比；在步驟(3)中，所述第j個星基增強系統的第i個電離層格網點的電離層延遲改正值的加權值…其中的Iu根據第j個星基增強系統的第i個電離層格網點電離層延遲改正值與國際GNSS服務組織IGS提供的電離層延遲數據之間的誤差統計值確定，Iij取值與該誤差統計值成反比。3. —種多衛星導航星基增強系統提高定位精度的系統，其特征在于，包括以下模塊(1)快速改正信息數據融合模塊，接收多個星基增強系統的快速改正信息的報文，對每個編號衛星數據使用公式4.根據權利要求3所述的多衛星導航星基增強系統提高定位精度的系統，其特征在于，在長期誤差改正信息數據融合模塊中，所述第i個星基增強系統中的編號衛星的數據參與數據融合的加權值^bi，其中的h根據第i個星基增強系統中該編號衛星的相應數據與國際GNSS服務組織IGS提供的高精度導航衛星星歷和衛星鐘差數據之間的誤差統計值確定，h取值與該誤差統計值成反比；在電離層延遲改正值數據融合模塊中，所述第j個星基增強系統的第i個電離層格網點的電離層延遲改正值的加權值…其中的Iu根據第j個星基增強系統的第i個電離層格網點電離層延遲改正值與國際GNSS服務組織IGS提供的電離層延遲數據之間的誤差統計值確定，、取值與該誤差統計值成反比。5.根據權利要求3或4所述的多衛星導航星基增強系統提高定位精度的系統，其特征在于，所述快速改正信息數據融合模塊、長期誤差改正信息數據融合模塊、電離層延遲改正值數據融合模塊和定位運算模塊具有多種配置運行方式，包括(1)所述快速改正信息數據融合模塊、長期誤差改正信息數據融合模塊、電離層延遲改正值數據融合模塊和定位運算模塊，配置于每個用戶端GNSS接收機并在其上運行；(2)所述快速改正信息數據融合模塊、長期誤差改正信息數據融合模塊和電離層延遲改正值數據融合模塊為所有用戶共用，所述數據融合后的快速改正信息、長期誤差改正信息和電離層延遲改正值通過無線或有線的通信鏈路向所有用戶廣播，每個用戶端GNSS接收機配置并運行定位運算模塊，以接收到的所述數據融合后的偽距改正值、長期誤差改正信息和電離層延遲改正值參與定位運算。全文摘要本專利技術公開了多衛星導航星基增強系統(SBAS)提高定位精度的方法和系統，可用于全球導航衛星系統(GNSS)接收機的定位運算，提高定位精度。其技術方案為對多個星基增強系統的快速改正信息、長期誤差改正信息、電離層延遲改正值進行數據融合，以數據融合后的快速改正信息、長期誤差改正信息和電離層延遲改正值參與衛星導航系統的定位運算，來提高多衛星導航星基增強系統下的GNSS接收機的定位精度。文檔編號G01S19/40GK102305935SQ201110211258公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日專利技術者夏華龍, 沈莉, 陳滌非 申請人:上海埃威航空電子有限公司, 中國航空無線電電子研究所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種多衛星導航星基增強系統提高定位精度的方法，其特征在于，包括以下步驟：（１）接收多個星基增強系統的快速改正信息的報文，對每個編號衛星數據使用公式：進行所述快速改正信息的數據融合，其中，ＰＲＣｆ合為該編號衛星融合后的偽距改正值，ｎ為接收到的星基增強系統的總數，ＰＲＣｆｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的偽距改正值，ｋｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的數據參與數據融合的加權值，取值范圍為０～１且ｋ１＋ｋ２＋．．．＋ｋｎ＝１，并且ｋｉ根據第ｉ個星基增強系統播發的該編號衛星的用戶差分距離誤差指示ＵＤＲＥＩｉ確定，即：當ＵＤＲＥＩｉ＝１４、１５時或者該編號衛星空缺，ｋｉ＝０，否則ｋｉ與ＵＤＲＥＩｉ成反比；（２）接收多個星基增強系統的長期誤差改正信息的報文，對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星位置ｘ軸改正值數據融合，其中：δｘ合為該編號衛星融合后的衛星位置ｘ軸改正值，ｎ為接收到的星基增強系統的總數，δｘｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星位置ｘ軸改正值；ａｉｂｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的數據參與數據融合的加權值，取值范圍０～１，且ａ１ｂ１＋ａ２ｂ２＋．．．＋ａｎｂｎ＝１，并且ａｉ根據第ｉ個星基增強系統播發的該編號衛星的相應數據可用性確定，即：當數據不可用或者該編號衛星空缺時，ａｉ＝０，否則ａｉ＝１；ｂｉ取ａｉ為１的個數總和之倒數；對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星位置ｙ軸改正值數據融合，其中：δｙ合為該編號衛星融合后的衛星位置ｙ軸改正值，δｙｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星位置ｙ軸改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意義同上；對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星位置ｚ軸改正值數據融合，其中：δｚ合為該編號衛星融合后的衛星位置ｚ軸改正值，δｚｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星位置ｚ軸改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意義同上；對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星位置ｘ軸速度改正值數據融合，其中：δｘ′合為該編號衛星融合后的衛星位置ｘ軸速度改正值，δｘ′ｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星位置ｘ軸速度改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意義同上；對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星位置ｙ軸速度改正值數據融合，其中：δｙ′合為該編號衛星融合后的衛星位置ｙ軸速度改正值，δｙ′ｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星位置ｙ軸速度改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意義同上；對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星位置ｚ軸速度改正值數據融合，其中：δｚ′合為該編號衛星融合后的衛星位置ｚ軸速度改正值，δｚ′ｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星位置ｚ軸速度改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意義同上；對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星鐘偏改正值數據融合，其中：δαｆ０合為該編號衛星融合后的衛星鐘偏改正值，δαｆ０ｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星鐘偏改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意義同上；對每個編號衛星數據使用公式：進行所述長期誤差改正信息中的衛星鐘漂改正值數據融合，其中：δαｆ１合為該編號衛星融合后的衛星鐘漂改正值，δαｆ１ｉ為第ｉ個星基增強系統中該編號衛星的衛星鐘漂改正值，ｎ和ａｉｂｉ的意義同上；（３）接收多個星基增強系統的電離層格網點排序信息和電離層延遲改正值的報文，使用公式：進行所述電離層延遲改正值的數據融合，其中：ＶＤｉ合為融合后的第ｉ個電離層格網點的電離層延遲改正值，ｎ為接收到的星基增強系統的總數，ＶＤｉｊ為第ｊ個星基增強系統的第ｉ個電離層格網點的電離層延遲改正值，ｋｉｊｌｉｊ為第ｊ個星基增強系統的第ｉ個電離層格網點的電離層延遲改正值的加權值，其取值范圍為０～１，且ｋｉ１ｌｉ１＋ｋｉ２ｌｉ２＋．．．＋ｋｉｎｌｉｎ＝１，并且ｋｉｊ取值與第ｊ個星基增強系統播發的第ｉ個電離層格網點的電離層格網延遲誤差ＧＩＶＥ成反比，ｌｉｊ＝１／ｎ；（４）以數據融合后的快速改正信息、長期誤差改正信息和電離層延遲改正值參與衛星導航系統的定位運算。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳滌非，夏華龍，沈莉，
申請(專利權)人：上海埃威航空電子有限公司，中國航空無線電電子研究所，
類型：發明
國別省市：31
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