一种导航卫星定轨方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及数据业务技术领域，特别是指一种导航卫星定轨方法、装置及设备。

背景技术

北斗、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等全球或区域性卫星导航系统是极其重要的时空基础设施，为金融、自动驾驶、精准农业、对地观测等技术和科学领域提供了高精度时空基准信息，其中，卫星轨道和钟差精度是决定卫星导航系统服务性能的关键因素。

导航卫星精密轨道的确定依赖高精度轨道动力学模型和几何观测。当前，导航卫星精密定轨主要采用地面连续运行参考站网跟踪数据(星地数据)，部分采用低轨卫星等运动载体跟踪数据(星载数据)和星间链路数据(星间数据)等几何观测值，其中星地和星间数据主要为导航卫星播发的L波段伪距和载波相位数据。载波相位观测值整数模糊度的正确固定是实现导航卫星厘米级轨道确定的决定因素。

目前，主要通过固定独立双差模糊度以实现厘米级的导航卫星精密定轨。然而，该方法在选择独立双差模糊度时，对基线长度、卫星共视时间等条件有一定约束要求，降低了实际模糊度固定比率，制约了定轨精度的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种导航卫星定轨方法、装置及设备，解决了现有导航卫星精密定轨中模糊度固定方法因条件限制导致模糊度固定比率低的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种导航卫星定轨方法，包括：

根据双频GNSS(Global Navigation Satellite Systems,全球导航卫星系统)的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值；

根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值；

根据所述宽项模糊度整数值和所述窄项模糊度整数值，确定非差模糊度；

根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值，包括：

根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值；

根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值。

可选地，所述根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值，包括：

根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定初始双频消电离层伪距观测值和初始双频消电离层相位观测值；

根据实际卫星钟差的伪距硬件延迟参数，对所述初始双频消电离层伪距观测值和所述初始双频消电离层相位观测值进行校正，确定所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值。

可选地，所述根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值，包括：

基于轨道动力学模型，利用卫星初始状态信息与卫星目标状态信息之间的函数关系，根据所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值，确定目标双频消电离层伪距观测值和目标双频消电离层相位观测值，其中，所述卫星初始状态信息根据卫星广播星历确定；

根据所述目标双频消电离层伪距观测值和所述目标双频消电离层相位观测值，构建平差法方程；

求解所述平差法方程，获得所述非差模糊度估值。

可选地，所述根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值，包括：

根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值；

根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解；

根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项FCB(Fractional Cycle Biases,相位小数偏差)信息，确定窄项模糊度整数值。

可选地，所述根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值，包括：

基于所述伪距观测值和所述相位观测值，利用组合观测值算法，确定非差宽项模糊度浮点解；

根据卫星端宽项FCB信息，调整所述非差宽项模糊度浮点解，获得宽项模糊度整数值。

可选地，所述根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解，包括：

根据所述非差模糊度估值，确定非差双频消电离层模糊度估值；

根据所述宽项模糊度整数值和卫星端窄项FCB，将所述非差双频消电离层模糊度估值进行转换，获得所述窄项模糊度浮点解。

可选地，所述根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值，包括：

根据卫星端窄项FCB信息，调整所述窄项模糊度浮点解和接收机端窄项FCB信息，获得所述窄项模糊度整数值。

可选地，所述根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道，包括：

根据所述非差模糊度和所述平差法方程，确定所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述GNSS为双频多模GNSS。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种导航卫星定轨装置，包括：

第一处理模块，用于根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值；

第二处理模块，用于根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值；

第三处理模块，用于根据所述宽项模糊度整数值和所述窄项模糊度整数值，确定非差模糊度；

第四处理模块，用于根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述第一处理模块包括：

第一处理单元，用于根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值；

第二处理单元，用于根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值。

可选地，所述第一处理单元包括：

第一处理子单元，用于根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定初始双频消电离层伪距观测值和初始双频消电离层相位观测值；

第二处理子单元，用于根据实际卫星钟差的伪距硬件延迟参数，对所述初始双频消电离层伪距观测值和所述初始双频消电离层相位观测值进行校正，确定所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值。

可选地，所述第二处理单元包括：

第三处理子单元，用于基于轨道动力学模型，利用卫星初始状态信息与卫星目标状态信息之间的函数关系，根据所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值，确定目标双频消电离层伪距观测值和目标双频消电离层相位观测值，其中，所述卫星初始状态信息根据卫星广播星历确定；

第四处理子单元，用于根据所述目标双频消电离层伪距观测值和所述目标双频消电离层相位观测值，构建平差法方程；

第五处理子单元，用于求解所述平差法方程，获得所述非差模糊度估值。

可选地，所述第二处理模块包括：

第三处理单元，用于根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值；

第四处理单元，用于根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解；

第五处理单元，用于根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值。

可选地，所述第三处理单元包括：

第六处理子单元，用于基于所述伪距观测值和所述相位观测值，利用组合观测值算法，确定非差宽项模糊度浮点解；

第七处理子单元，用于根据卫星端宽项FCB信息，调整所述非差宽项模糊度浮点解，获得宽项模糊度整数值。

可选地，所述第四处理单元包括：

第八处理子单元，用于根据所述非差模糊度估值，确定非差双频消电离层模糊度估值；

第九处理子单元，用于根据所述宽项模糊度整数值和卫星端窄项FCB，将所述非差双频消电离层模糊度估值进行转换，获得所述窄项模糊度浮点解。

可选地，所述第五处理单元包括：

第十处理子单元，用于根据卫星端窄项FCB信息，调整所述窄项模糊度浮点解和接收机端窄项FCB信息，获得所述窄项模糊度整数值。

可选地，所述第四处理模块包括：

第十一处理子单元，用于根据所述非差模糊度和所述平差法方程，确定所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述GNSS为双频多模GNSS。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种设备，包括处理器和收发机，其中，所述处理器用于：

根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值；

根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值；

根据所述宽项模糊度整数值和所述窄项模糊度整数值，确定非差模糊度；

根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值；

根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值；

根据所述宽项模糊度整数值和所述窄项模糊度整数值，确定非差模糊度；

根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述处理器在根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值时，具体用于：

根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值；

根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值。

可选地，所述处理器在根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值时，具体用于：

根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定初始双频消电离层伪距观测值和初始双频消电离层相位观测值；

根据实际卫星钟差的伪距硬件延迟参数，对所述初始双频消电离层伪距观测值和所述初始双频消电离层相位观测值进行校正，确定所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值。

可选地，所述处理器在根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值时，具体用于：

基于轨道动力学模型，利用卫星初始状态信息与卫星目标状态信息之间的函数关系，根据所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值，确定目标双频消电离层伪距观测值和目标双频消电离层相位观测值，其中，所述卫星初始状态信息根据卫星广播星历确定；

根据所述目标双频消电离层伪距观测值和所述目标双频消电离层相位观测值，构建平差法方程；

求解所述平差法方程，获得所述非差模糊度估值。

可选地，所述处理器在据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值时，具体用于：

根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值；

根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解；

根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值。

可选地，所述处理器在根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值时，具体用于：

基于所述伪距观测值和所述相位观测值，利用组合观测值算法，确定非差宽项模糊度浮点解；

根据卫星端宽项FCB信息，调整所述非差宽项模糊度浮点解，获得宽项模糊度整数值。

可选地，所述处理器在根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解时，具体用于：

根据所述非差模糊度估值，确定非差双频消电离层模糊度估值；

根据所述宽项模糊度整数值和卫星端窄项FCB，将所述非差双频消电离层模糊度估值进行转换，获得所述窄项模糊度浮点解。

可选地，所述处理器在根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值时，具体用于：

根据卫星端窄项FCB信息，调整所述窄项模糊度浮点解和接收机端窄项FCB信息，获得所述窄项模糊度整数值。

可选地，所述处理器在根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道时，具体用于：

根据所述非差模糊度和所述平差法方程，确定所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述GNSS为双频多模GNSS。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种设备，包括收发器、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令；所述处理器执行所程序或指令时实现如上所述的导航卫星定轨方法。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的导航卫星定轨方法中的步骤。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明实施例的方法，采用双频GNSS的伪距观测值和相位观测值，通过固定非差模糊度，实现了导航卫星轨道的确定，该过程中无需进行独立基线选择，避免了构建独立双差模糊度算法的复杂性，还显著提升了模糊度固定比率，从而改善了卫星轨道和钟差的确定精度。

附图说明

图1为本发明实施例的导航卫星定轨方法的流程图；

图2为本发明实施例的导航卫星定轨装置的结构图；

图3为本发明实施例的设备的结构图；

图4为本发明另一实施例的设备的结构图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

另外，本文中术语“系统”和“网络”在本文中常可互换使用。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

如图1所示，本发明实施例的一种导航卫星定轨方法，包括：

步骤101，根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值。可选地，所述GNSS可以为双频多模GNSS。

该步骤中，可以先获取定轨弧段内多测站的双频多模GNSS观测值(伪距观测值和相位观测值)，进而根据采用双频多模GNSS观测值，固定(确定)非差模糊度估值。其中，伪距观测值和相位观测值均可以通过全球公开的连续跟踪网获得。

作为本发明一可选实施例，步骤101具体可以包括：根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值；根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值。

步骤102，根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值。

作为本发明一可选实施例，步骤102具体可以包括以下步骤：根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值；根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解；根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值。

需要说明的是，卫星端窄项FCB信息和卫星端宽项FCB信息均可由服务端软件解算而得。

步骤103，根据所述宽项模糊度整数值和所述窄项模糊度整数值，确定非差模糊度；

步骤104，根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

该实施例中，采用双频GNSS的伪距观测值和相位观测值，通过固定非差模糊度，实现了导航卫星轨道的确定，该过程中无需进行独立基线选择，避免了构建独立双差模糊度算法的复杂性，还显著提升了模糊度固定比率，从而改善了卫星轨道和钟差的确定精度。

可选地，所述根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值，包括：

(一)根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定初始双频消电离层伪距观测值和初始双频消电离层相位观测值。

其中，接收机(用a表示)相对于GNSS导航系统(用S表示)第k颗卫星在第个i频点的伪距

接收机a相对于GNSS导航系统S第k颗卫星在第个i频点的原始载波φ的观测方程可以用第二公式表示，第二公式为：

其中，

需要说明的是，上述第一公式和第二公式中忽略了相位观测值相位缠绕改正、多路径延迟和观测值噪声，其他天线相位中心改正、潮汐改正、相对论效应、高阶电离层延迟等几何误差改正也一并忽略。

(二)根据实际卫星钟差的伪距硬件延迟参数，对所述初始双频消电离层伪距观测值和所述初始双频消电离层相位观测值进行校正，确定所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值。

需要说明的是，采用双频伪距观测值和相位观测值，可以进一步构建消电离层组合。

具体的，双频消电离层伪距观测值

双频消电离层相位观测值

其中，

其中，

其中，

考虑到实际卫星钟差中通常含有卫星端L1频点和L2频点的伪距硬件延迟参数，可以用第六公式表示，其中，第六公式为：

其中，

因此，实际用于定轨的双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值可以分别用第七公式、第八公式表示，其中，第七公式表示为：

第八公式表示为：

其中，

可选地，所述根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值，包括：

(一)基于轨道动力学模型，利用卫星初始状态信息与卫星目标状态信息之间的函数关系，根据所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值，确定目标双频消电离层伪距观测值和目标双频消电离层相位观测值，其中，所述卫星初始状态信息根据卫星广播星历确定。

需要说明的是，卫星在轨道上的位置和速度用星历表示，卫星通过发布星历参数，可以为用户提供实时定位、精确导航等服务。这里，卫星广播星历可从国际卫星导航服务组织(International GNSS Service，IGS)或者地面跟踪站网获得。

该步骤中，基于轨道动力学模型，采用数值积分可以根据卫星初始状态x(t

x(t)＝φ(t,t

其中，x(t)表示卫星目标状态信息；φ(t,t

其中，卫星状态参数x包括：卫星位置(用r表示)、速度(用

(二)根据所述目标双频消电离层伪距观测值和所述目标双频消电离层相位观测值，构建平差法方程。

为站星间距离，/>

第十一公式为：

其中，

通过联合处理多测站多历元的伪距观测值和相位观测值，可以获得精密定轨法方程(即平差法方程)，该平差法方程可以用第十二公式表示，其中，第十二公式为：

其中，X表示卫星状态参数；B表示非差模糊度参数；T表示其他参数；N表示窄项；W表示宽项。

(三)求解所述平差法方程，获得所述非差模糊度估值。

求解上述平差法方程，即可以获得相应参数估值，包括非差模糊度估值。

该实施例中，具体可以采用非差双频消电离层组合模型进行导航卫星精密定轨，获得卫星轨道、钟差和非差模糊度等参数估值及其方差和协方差信息。

需要说明的是，地球自转参数可从国际地球服务组织(International EarthRotation Service，IERS)获得，卫星端宽项和窄项FCB信息则需服务端软件计算而得。

可选地，所述根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值，包括：

(一)基于所述伪距观测值和所述相位观测值，利用组合观测值算法，确定非差宽项模糊度浮点解。

利用组合观测值算法，基于双频伪距观测值和相位观测值构建MW(Melbourne-Wubeena)组合，作为非差宽项模糊度浮点解(用

其中，

(二)根据卫星端宽项FCB信息，调整所述非差宽项模糊度浮点解，获得宽项模糊度整数值。

该步骤中，可以利用卫星端宽项FCB信息，逐测站(即逐个针对测站)改正非差宽项模糊度浮点解；然后，根据改正后的非差宽项模糊度浮点解，估计和改正接收机端宽项FCB信息，进而获得宽项模糊度近似整数解(即宽项模糊度整数值)。

其中，利用卫星端宽项FCB信息，根据第十四公式改正非差宽项模糊度浮点解，第十四公式为：

通过对

其中，

将本测站多颗卫星所得

其中，

将第十六公式带入第十四公式中，可以获得宽项模糊度整数值，该过程可以用第十七公式表示，第十七公式为：

其中，

可选地，所述根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解，包括：

(一)根据所述非差模糊度估值，确定非差双频消电离层模糊度估值。

根据第五公式，非差双频消电离层模糊度估值可以用第十八公式表示，第十八公式为：

其中，

(二)根据所述宽项模糊度整数值和卫星端窄项FCB，将所述非差双频消电离层模糊度估值进行转换，获得所述窄项模糊度浮点解。

根据宽项模糊度整数值和卫星端窄项FCB，可将非差双频消电离层模糊度估值转换为窄项模糊度估值，该过程可以用第十九公式表示，第十九公式为：

其中，

根据窄项模糊度估值，可以进一步得到窄项模糊度浮点解。

需要说明的是，根据窄项模糊度估值得到窄项模糊度浮点解的过程与宽项模糊度固定策略相似，具体可以通过对

其中，

将本测站多颗卫星所得

/>

其中，m表示模糊度个数。

将第二十一公式带入第二十公式中，可以获得窄项模糊度整数值，该过程可以用第二十二公式表示，第二十二公式为：

其中，

该实施例中，可以逐个针对测站，将原始非差模糊度及其方差-协方差信息映射为宽项模糊度和窄项模糊度及其方差-协方差，并改正宽项模糊度整数值，获得非差窄项模糊度浮点解。

可选地，所述根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值，包括：根据卫星端窄项FCB信息，调整所述窄项模糊度浮点解和接收机端窄项FCB信息，获得所述窄项模糊度整数值。

该实施例中，可以逐个针对测站，利用卫星端窄项FCB信息，改正(调整)窄项模糊度浮点解；根据改正后的窄项模糊度浮点解，估计和改正接收机端窄项FCB信息，进而获得窄项模糊度近似整数解(即窄项模糊度整数值)。

通过对

可选地，步骤104包括：根据所述非差模糊度和所述平差法方程，确定所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

该实施例中，基于宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值，可以计算得到非差无电离层组合模糊度(即非差模糊度)，进而将其作为伪观测值引入平差法方程中，解算得到非差模糊度固定下的卫星轨道和钟差参数。

其中，将固定为整数的宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值带入第五公式，可得第二十三公式表示，第二十三公式为：

其中，

假定其先验精度为Q，则其伪观测方程可构成法阵，用第二十四公式表示，第二十四公式为：

将第二十四公式与第十二公式合并解算，可得法方程，该法方程可以用第二十五公式表示，第二十五公式为：

解算第二十六公式，可以获得卫星轨道和钟差。

需要说明的是，本发明实施例中可以通过获取多个测站的双频多模GNSS观测值(伪距观测值和相位观测值)，重复采用上述方法，测算确定卫星轨道和钟差，能够实现高精度导航卫星定轨，改善了卫星轨道和钟差确定精度。

本发明实施例中，采用直接固定非差模糊度的方式实现高精度导航卫星定轨，相较于固定独立双差模糊度，可以显著提升模糊度固定比率，且无需进行独立基线选择，避免了构建独立双差模糊度算法的复杂性，减少了相邻弧段产品跳变，从而改善了卫星轨道和钟差的确定精度；通过采用多模GNSS观测值固定非差模糊度，能够支持多模GNSS同时高精度定轨。此外，固定非差模糊度可以有效实现相邻定轨弧段模糊度参数的连接，从而降低定轨弧段边界不连续性，提高轨道一致性。

如图2所示，本发明实施例的一种导航卫星定轨装置，包括：

第一处理模块210，用于根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值；

第二处理模块220，用于根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值；

第三处理模块230，用于根据所述宽项模糊度整数值和所述窄项模糊度整数值，确定非差模糊度；

第四处理模块240，用于根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

该实施例中，采用双频GNSS的伪距观测值和相位观测值，通过固定非差模糊度，实现了导航卫星轨道的确定，该过程中无需进行独立基线选择，避免了构建独立双差模糊度算法的复杂性，还显著提升了模糊度固定比率，从而改善了卫星轨道和钟差的确定精度。

可选地，所述第一处理模块210包括：

第一处理单元，用于根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值；

第二处理单元，用于根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值。

可选地，所述第一处理单元包括：

第一处理子单元，用于根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定初始双频消电离层伪距观测值和初始双频消电离层相位观测值；

第二处理子单元，用于根据实际卫星钟差的伪距硬件延迟参数，对所述初始双频消电离层伪距观测值和所述初始双频消电离层相位观测值进行校正，确定所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值。

可选地，所述第二处理单元包括：

第三处理子单元，用于基于轨道动力学模型，利用卫星初始状态信息与卫星目标状态信息之间的函数关系，根据所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值，确定目标双频消电离层伪距观测值和目标双频消电离层相位观测值，其中，所述卫星初始状态信息根据卫星广播星历确定；

第四处理子单元，用于根据所述目标双频消电离层伪距观测值和所述目标双频消电离层相位观测值，构建平差法方程；

第五处理子单元，用于求解所述平差法方程，获得所述非差模糊度估值。

可选地，所述第二处理模块220包括：

第三处理单元，用于根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值；

第四处理单元，用于根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解；

第五处理单元，用于根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值。

可选地，所述第三处理单元包括：

第六处理子单元，用于基于所述伪距观测值和所述相位观测值，利用组合观测值算法，确定非差宽项模糊度浮点解；

第七处理子单元，用于根据卫星端宽项FCB信息，调整所述非差宽项模糊度浮点解，获得宽项模糊度整数值。

可选地，所述第四处理单元包括：

第八处理子单元，用于根据所述非差模糊度估值，确定非差双频消电离层模糊度估值；

第九处理子单元，用于根据所述宽项模糊度整数值和卫星端窄项FCB，将所述非差双频消电离层模糊度估值进行转换，获得所述窄项模糊度浮点解。

可选地，所述第五处理单元包括：

第十处理子单元，用于根据卫星端窄项FCB信息，调整所述窄项模糊度浮点解和接收机端窄项FCB信息，获得所述窄项模糊度整数值。

可选地，所述第四处理模块240包括：

第十一处理子单元，用于根据所述非差模糊度和所述平差法方程，确定所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述GNSS为双频多模GNSS。

在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述导航卫星定轨装置，能够实现上述导航卫星定轨方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。

如图3所示，本发明实施例的一种设备300，包括处理器310和收发机320，其中，所述处理器310用于：

根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值；

根据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值；

根据所述宽项模糊度整数值和所述窄项模糊度整数值，确定非差模糊度；

根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述处理器310在根据双频全球导航卫星系统GNSS的伪距观测值和相位观测值，确定非差模糊度估值时，具体用于：

根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值；

根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值。

可选地，所述处理器310在根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定双频消电离层伪距观测值和双频消电离层相位观测值时，具体用于：

根据双频GNSS的所述伪距观测值和所述相位观测值，确定初始双频消电离层伪距观测值和初始双频消电离层相位观测值；

根据实际卫星钟差的伪距硬件延迟参数，对所述初始双频消电离层伪距观测值和所述初始双频消电离层相位观测值进行校正，确定所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值。

可选地，所述处理器310在根据所述双频消电离层伪距观测值、所述双频消电离层相位观测值和卫星初始状态信息，确定所述非差模糊度估值时，具体用于：

基于轨道动力学模型，利用卫星初始状态信息与卫星目标状态信息之间的函数关系，根据所述双频消电离层伪距观测值和所述双频消电离层相位观测值，确定目标双频消电离层伪距观测值和目标双频消电离层相位观测值，其中，所述卫星初始状态信息根据卫星广播星历确定；

根据所述目标双频消电离层伪距观测值和所述目标双频消电离层相位观测值，构建平差法方程；

求解所述平差法方程，获得所述非差模糊度估值。

可选地，所述处理器310在据所述伪距观测值、所述相位观测值和所述非差模糊度估值，确定宽项模糊度整数值和窄项模糊度整数值时，具体用于：

根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值；

根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解；

根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值。

可选地，所述处理器310在根据所述伪距观测值和所述相位观测值，确定宽项模糊度整数值时，具体用于：

基于所述伪距观测值和所述相位观测值，利用组合观测值算法，确定非差宽项模糊度浮点解；

根据卫星端宽项FCB信息，调整所述非差宽项模糊度浮点解，获得宽项模糊度整数值。

可选地，所述处理器310在根据所述非差模糊度估值和所述宽项模糊度整数值，确定窄项模糊度浮点解时，具体用于：

根据所述非差模糊度估值，确定非差双频消电离层模糊度估值；

根据所述宽项模糊度整数值和卫星端窄项FCB，将所述非差双频消电离层模糊度估值进行转换，获得所述窄项模糊度浮点解。

可选地，所述处理器310在根据所述窄项模糊度浮点解和卫星端窄项相位小数偏差FCB信息，确定窄项模糊度整数值时，具体用于：

根据卫星端窄项FCB信息，调整所述窄项模糊度浮点解和接收机端窄项FCB信息，获得所述窄项模糊度整数值。

可选地，所述处理器310在根据所述非差模糊度，获得所述非差模糊度固定下的卫星轨道时，具体用于：

根据所述非差模糊度和所述平差法方程，确定所述非差模糊度固定下的卫星轨道。

可选地，所述GNSS为双频多模GNSS。

该实施例的设备，采用直接固定非差模糊度的方式实现高精度导航卫星定轨，相较于固定独立双差模糊度，可以显著提升模糊度固定比率，且无需进行独立基线选择，避免了构建独立双差模糊度算法的复杂性，减少了相邻弧段产品跳变，从而改善了卫星轨道和钟差的确定精度。此外，固定非差模糊度可以有效实现相邻定轨弧段模糊度参数的连接，从而降低定轨弧段边界不连续性，提高轨道一致性。

在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述设备，能够实现上述导航卫星定轨方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。

本发明另一实施例的一种设备，如图4所示，包括收发器410、处理器400、存储器420及存储在所述存储器420上并可在所述处理器400上运行的程序或指令；所述处理器400执行所述程序或指令时实现上述导航卫星定轨方法。

所述收发器410，用于在处理器400的控制下接收和发送数据。

其中，在图4中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器400代表的一个或多个处理器和存储器420代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发器410可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的用户设备，用户接口430还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。

处理器400负责管理总线架构和通常的处理，存储器420可以存储处理器400在执行操作时所使用的数据。

本发明实施例的一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的导航卫星定轨方法中的步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

进一步需要说明的是，此说明书中所描述的终端包括但不限于智能手机、平板电脑等，且所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。

本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。

实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。

在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。

上述范例性实施例是参考该些附图来描述的，许多不同的形式和实施例是可行而不偏离本发明精神及教示，因此，本发明不应被建构成为在此所提出范例性实施例的限制。更确切地说，这些范例性实施例被提供以使得本发明会是完善又完整，且会将本发明范围传达给那些熟知此项技术的人士。在该些图式中，组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定范例性实施例目的，并无意成为限制用。如在此所使用地，除非该内文清楚地另有所指，否则该单数形式“一”、“一个”和“该”是意欲将该些多个形式也纳入。会进一步了解到该些术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、步骤、操作、构件及/或组件的存在，但不排除一或更多其它特征、整数、步骤、操作、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示，陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。