利用LEO获取卫星精密轨道与钟差的方法及系统

技术领域

本发明涉及卫星通讯领域，具体涉及利用LEO获取卫星精密轨道与钟差的方法及系统。

背景技术

目前，卫星的轨道和钟差信息来源主要包括：卫星播发的广播星历信息计算得到，从互联网获取国际GNSS服务(International GNSS Service，IGS)组织提供播发的事后/实时精密轨道和钟差产品信息。以上两种方法的缺点：广播星历计算得到的轨道和钟差信息的误差较大，从IGS获取轨道和钟差信息，虽然精度够，但是需要用户连接互联网获取，许多用户终端不满足此条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是从IGS获取轨道信息和钟差信息需要通过用户连接网络获取，目的在于提供利用LEO获取卫星精密轨道与钟差的方法及系统，通过终端直接获取轨道信息和钟差信息。

本发明通过下述技术方案实现：

利用LEO获取卫星精密轨道与钟差的方法，基于接收GNSS卫星和LEO卫星的多个频点信号，包括以下步骤：

A1：接收来自GNSS卫星和LEO卫星多个频点的信号；

A2：对来自GNSS卫星的所述多个频点的信号进行变频、滤波、同步和译码处理后，得到当前时刻带有偏差的GNSS的广播星历信息；

对来自LEO卫星多个频点的信号，进行变频、滤波、同步和译码处理后，得到当前时刻带有偏差的LEO的广播星历信息、当前时刻的GNSS卫星的第一轨道修正信息、当前时刻的GNSS卫星的第一钟差修正信息、当前时刻的LEO卫星的第一轨道修正信息和当前时刻的LEO卫星的第一钟差修正信息；

A3：将所述当前时刻的GNSS卫星的第一轨道修正信息、当前时刻的GNSS卫星的第一钟差修正信息、当前时刻的LEO卫星的第一轨道修正信息和当前时刻的LEO卫星的第一钟差修正信息存储为历史修正信息数据集；

A4：将所述当前时刻的GNSS卫星的第一轨道修正信息、当前时刻的GNSS卫星的第一钟差修正信息、当前时刻的LEO卫星的第一轨道修正信息和当前时刻的LEO卫星的第一钟差修正信息进行预处理，得到第一精密轨道和第一精密钟差；

A5：对所述历史修正信息数据集进行处理，得到当前时刻的第二轨道修正信息和当前时刻的第二钟差修正信息；对所述当前时刻的第二轨道修正信息和当前时刻的第二钟差修正信息进行预处理得到第二精密轨道和第二精密钟差；

A6：通过LEO播发修正信息的自评估系数，，所述自评估系数是通过LEO播发的电文中，用比特表示的一个值，对应LEO播发的改正信息的置信度。置信度越高，，后续处理中加权系数越大。对所述第一精密轨道、所述第一精密钟差、所述第二精密轨道和所述第二精密钟差进行处理，得到最终的精密轨道和精密钟差。

进一步，所述步骤A4具体为：

A41：将所述当前时刻的GNSS卫星的轨道修正信息、当前时刻的GNSS卫星的钟差修正信息、当前时刻的LEO卫星的轨道修正信息和当前时刻的LEO卫星的钟差修正信息，利用GNSS的广播星历算法，得到当前时刻的卫星位置和当前时刻的钟差；

A42：利用所述当前时刻的第一轨道修正信息和当前时刻的第一钟差修正信息对当前时刻的卫星位置和当前时刻的钟差进行修正，得到第一精密轨道

进一步，通过以下公式进行修正：

其中，

进一步，所述步骤A5具体为：

A51：利用所述当前时刻的第二轨道修正信息和所述当前时刻的第二钟差修正信息修正当前时刻带有偏差的GNSS的广播星历信息和当前时刻带有偏差的LEO的广播星历信息后得到所述当前时刻的卫星位置和所述当前时刻的卫星钟差；

A52：利用公式计算得到第二精密轨道和第二精密钟差。

进一步，通过以下公式进行计算：

其中，

进一步，所述步骤A6具体为：通过LEO播发修正信息的自评估系数对所述第一精密轨道、所述第一精密钟差、所述第二精密轨道和所述第二精密钟差进行加权组合，通过公式计算得到最终的精密轨道P

进一步，通过以下公式进行计算求得最终的精密轨道和最终的精密钟差：

其中，P

进一步，对所述历史修正信息数据集利用多项式拟合方法进行处理，得到当前时刻的第二轨道修正信息和当前时刻的第二钟差修正信息。

利用LEO获取卫星精密轨道与钟差的系统，所述系统包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行上述任一所述的利用LEO获取卫星精密轨道与钟差的方法。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明利用LEO获取卫星精密轨道与钟差的方法及系统，根据地面计算中心通过分布全球的测站数据，联合解算出GNSS卫星和LEO卫星的轨道改正数和钟差改正数。通过调制，编码后，通过上注站上注传送给LEO卫星，LEO卫星广播轨道改正和钟差改正信息。如此，用户通过接受GNSS播发的GNSS的广播星历信息，LEO播发的LEO的广播星历，LEO播发的GNSS和LEO的实时改正数据。无需联网，便可以获取比广播星历精度更高的轨道和钟差信息。

附图说明

在附图中：

图1是第一实施例流程图；

图2是第二实施例流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例一：

如图1所示：

A1：用户接收卫星信号，包括GNSS卫星和LEO卫星的多个频点的信号。

A2和A3：用户终端通过对A1中接收的卫星信号进行变频，滤波，同步，译码等处理后，得到的数据信息，包括：GNSS的广播星历信息，LEO的广播星历信息，GNSS的轨道修正信息和钟差修正信息，LEO的轨道修正信息和钟差修正信息。其中，卫星的修正信息全部来源于LEO卫星。

A4：将A3获取的轨道修正信息和钟差修正信息存储下来。

A5：将A2和A3中通过信号处理，译码得到的当前时刻的轨道修正信息和钟差信息进行处理，先利用GNSS的广播星历算法，得到当前时刻的卫星位置

A6，A7:利用多项式拟合方法对历史的修正信息进行处理，得到当前时刻的轨道修正信息

A8：利用A7中的当前时刻的轨道修正信息

A9:根据LEO播发的修正信息的自评估系数对A5计算得到的精密轨道

实施例二：

如图2所示：

B1：用户接收卫星信号，包括GNSS卫星和LEO卫星的多个频点的信号。

B2：用户终端通过对B1中接收的卫星信号进行变频，滤波，同步，译码等处理后，得到的数据信息，包括：GNSS的广播星历信息。(不同于实施例1，在这里，由于各种原因，没有接收到当前时刻的LEO卫星播发的信息，包括LEO的广播星历，LEO的观测量，卫星的修正轨道和修正钟差信息)。

B3、B4、B5：利用多项式拟合方法对历史存储的GNSS修正轨道和GNSS修正钟差信息进行处理，得到当前时刻的轨道修正信息

B6：利用多项式拟合得到的当前时刻的GNSS轨道修正信息

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。