一种高精度的导航卫星TGD参数标定方法

摘要

本发明公开了一种高精度的导航卫星TGD参数标定方法，直接修正导航卫星频间相位中心的垂向误差，对于水平误差，采用多站加权的方式，充分利用地面站的几何布局进行消除；参数标定过程不需要利用卫星质心位置以及质心与相位中心的位置关系，求解相位中心的位置，而且多站加权处理对卫星星下点坐标、电离层穿刺点坐标的精度要求不高，因此TGD参数标定精度不受卫星质心位置的工厂标定误差、在轨卫星的质心在卫星机械坐标系内的变化、卫星姿态测量误差以及卫星轨道测量误差的影响。将导航卫星频间相位中心分离引起的TGD估计误差降低至原来的5％～15％。根据相位中心实际分离的大小，可将相位中心分离引起的TGD估计误差控制在4cm以下甚至9mm以下。

主权项

一种导航卫星TGD参数的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、测量待测导航卫星的频率为f₁和f₂的导航天线的相位中心在垂直方向的距离v，其中，垂直方向为导航卫星指向地心的方向；步骤2、选定n个地面站，其中n不小于3；各地面站所在的经度线和纬度线围成TGD参数标定观测区，其中，在选定的TGD参数标定时间段内，待测导航卫星的星下点轨迹落于所述观测区内；步骤3、确定导航信号频率为f₁和f₂的导航天线在各个地面站接收通道内的传输时延之差，标记为τ_r1‑τ_r2，即实现地面站接收通道IFB的标定；步骤4、在TGD参数标定时间段内，各个地面站天线分别持续跟踪待测导航卫星，分别通过地面站接收机获得多个观测时刻下导航信号频率为f₁和f₂的导航天线的伪码测距值ρ₁和ρ₂；步骤5、基于任意一个地面站的任意观测时刻建立观测方程：$({\rho }_1-{\rho }_2)-({\tau }_{r1}-{\tau }_{r2})+v/c=({\tau }_1-{\tau }_2)+\kappa s(c_1+c_2\phi +c_3{\lambda }_{cr}+c_4{\phi }^2+c_5{\lambda }_{cr}^2+c_6{\mathrm{\phi \lambda }}_{cr})---\left(1\right)$其中，c为光速，τ₁和τ₂分别为导航信号频率为f₁和f₂的导航天线的发射通道时延，s是以导航卫星对地面站天线仰角为变量的倾斜因子，c₁,…,c₆是电离层模型系数，φ是电离层穿刺点的地理纬度，λ_cr是电离层穿刺点的太阳时角；先将同一个地面站在多个观测时刻对应的(1)式表示的观测方程形成方程组，求解τ₁‑τ₂；然后求得基于该地面站的TGD参数估计值：其中步骤6、根据星历计算在TGD参数标定时间段的中间时刻该导航卫星的星下点坐标，根据各个地面站地址以及地面站天线参数，求取各地面站天线的相位中心在地球海平面上投影点的坐标，分别计算所述导航卫星的星下点至各地面站天线投影点的距离；其中，用r_i表示所述星下点至第i个地面站对应的投影点距离；步骤7、根据步骤5获得的各个地面站对应的TGD参数估计值以及步骤6获得的各地面站对应的星下点至投影点距离，求出最终的TGD参数估计结果：其中，表示第i个地面站对应的TGD参数估计值；然后用该最终估计结果T′_GD对导航卫星进行TGD参数标定。