CN113885056B 星地双向时间同步设备时延的动力学标定系统及方法 （中国科学院上海天文台）

星地双向时间同步设备时延的动力学标定本发明提供了一种星地双向时间同步设备时延的动力学标定系统及方法，其中该系统包置为对不同测站接收机的定轨伪距观测量进行卫星钟差单元获取的卫星钟差和经观测量修正2动力学定轨单元，被配置为利用卫星钟差单元获取其中观测量修正单元对不同测站接收机的定轨伪距观测对不同测站接收机的定轨伪距观测量进行误差修正，于卫星钟差单元获取的星地无线电双向法的解算利用北斗系统地面设备和卫星接收的星地双向伪距观测量获取卫星相对于主控站的卫星S和地面k站分别在本地钟的控制下产生并发播伪码测距信号，地面站k在本地1pps对应的钟面时Tk(t0)时刻观测得到下行伪距s),下行伪距中含有负的卫星钟差，卫星S在本地1pps对应的钟面时TS(t1)时刻观测得到上行伪距ps(1),上行伪距测量修正单元对不同测站接收机的定轨伪距观测3通过对接收机的本地码和卫星信号的伪随机码进行相关处理，测定机的传播时间τ′;k-ts=τ+δtk-δts测量修正单元对不同测站接收机的定轨伪距观测利用跟踪站实测的气象观测数据，在定轨解对于电离层延迟误差，只具备单频观测条件下，采用其中f1对各测站接收机的定轨伪距观测量进行误差修正时，各跟踪站进行天线相位中心改从伪距数据中扣除相对论效应和地球潮汐误差，从L波段伪距数据中传播扣除对流层对于天线相位中心改正，在测量设备出厂过程中进行精确标定，并将标定4按上述方法逐历元消除钟差，消除大量钟差参数，使得法方程仅保力学定轨单元利用卫星钟差单元获取的卫星钟差和经观测量修正单元修正后的定轨伪距待估参数为卫星初轨、光压参数和星地双向时间同步设备时延，依据由动力学定轨单元利用卫星钟差单元获取的卫星钟差和经观测量修正单元修正后的其中观测量修正单元对不同测站接收机的定轨伪距观测对不同测站接收机的定轨伪距观测量进行误差修正，于卫星钟差单元获取的星地无线电双向法的解算56[0003]我国区域卫星导航系统主要采用L波段的伪距导航体制。该体制首先需要从伪距[0005]可见上述方法在应用于区域导航系统中的星地双向时间同步设备时延标定时有[0006]本发明的目的在于提供一种星地双向时间同步设备时延的动力学标定系统及方[0009]观测量修正单元，被配置为对不同测站接收机的定轨伪距观7[0012]利用北斗系统地面设备和卫星接收的星地双向伪距观测量获取卫星相对于主控[0013]卫星S和地面k站分别在本地钟的控制下产生并发播伪码测距信号，地面站k在本地1pps对应的钟面时Tk(t0)时刻观测得到下行伪距rs),下行伪距rsu,)中含有负的卫星钟差，卫星S在本地1pps对应的钟面时TS(t1)时刻观测得到上行伪距上行伪距中含有正的卫星钟差；[0017]ρ(tk)＝R(tk-δtk-t,tk-δt层延迟，ΔDion为电离层延迟误差，DDrel为广义相对论误差，ΔDant为天线相位中心偏差，DDtide为地球潮汐误差，ΔDsys为独立时间同步系统与监测接收机时频系统差，ε为偶然误k-ts8距相位观测数据采用Saastamoinen-Neil模型进行误差修正，在Saastamoinen-Neil模型其中f1[0039]从伪距数据中扣除相对论效应和地球潮汐误差，从L波段伪距数据中传播扣除对[0046]可选的，在所述的星地双向时间同步设备时延的动力学标定系统中，法方程为TT9[0048]方程组第二式化为：代入方程组第一式消除第一历单元利用卫星钟差单元获取的卫星钟差和经观测量修正单元修正后的定轨伪距观测量进[0060]动力学定轨单元利用卫星钟差单元获取的卫星钟差和经观测量修正单元修正后时延修正到双向测量钟差中，可将双向测量钟差中最大7ns的设备时延偏差减小至小于[0063]图1是本发明一实施例中的星地双向时间同步设备时延的动力学标定方法示意[0064]图2是2016年8月24日(DOY237)至2016年9月26日(DOY270)GEO卫星双向测量钟差[0067]图5是2016年8月24日(DOY237)至2016年9月26日(DOY270)MEO卫星双向测量钟差[0068]图6是2016年8月24日(DOY237)至2016年9月26日(DOY270)MEO卫星双向测量钟差[0069]图7是2016年8月24日(DOY237)至2016年9月26日(DOY270)MEO卫星双向测量钟差[0078]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的星地双向时间同步设备时延的动力[0079]本发明的目的在于提供一种星地双向时间同步设备时延的动力学标定系统及方方法能够利用伪距数据联合使用星地时间同步方法提供的卫星钟差数据进行多星精密定[0087]卫星S和地面k站分别在本地钟的控制下产生并发播伪码测距信号，地面站k在本地1pps对应的钟面时Tk(t0)时刻观测得到下行伪距os(,)(该伪距中含有负的卫星钟差)，[0089]监测站接收机伪随机码测距的原理是通过对接收机的本地码和卫星信号的伪随为δτs[0091]卫星s在卫星钟ts时刻发射信号(相应于北斗时Ts)，于接收机钟tk时刻(相应于Tkk-ts即是真实距离。考虑到前面分析的对流层延迟ΔDtrop和电离层延迟ΔDion以及广义相对论差的修正，伪距相位观测数据都是采用Saastamoinen-Neil模型进行误差修正。在该模型其中f1设计采用了星地无线电双向时间比对方法来实现导航卫星与主控站的时[0124]方程组第二式可化为：代入方程组第一式即可消除[0127]由上述方法可以得到多星定轨的精密轨道结果和卫星钟差与测站钟差的解算结简单的Box-Wing模型，固体潮采用IERS[0140]式中Y为伪距观测量，和分别为t时刻卫星和测站在地心惯性系中的位置矢[0144]动力学模型(13)式和观测模型(15)式中包含的动力学参数和运动学参数都具有不确定性，因此估计参数除了初始历元的位置速度外还应该包括动力学参数(太阳光压参处展开为：[0162]利用北斗区域监测网测量数据进行定轨试验，同时估计双向测量钟差未标定时每颗MEO卫星设置3个设备时延参数。利用2016年8月24日(DOY237)至2016年9月26日不同卫星类型不同时延参数估计序列的标准MEO卫星时延估计序列的标准差平均值为0.79ns，IGSO卫星时延估计序列标准差平均