一種長(zhǎng)波asf測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法，一種長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法，包括以下步驟：測(cè)量定位；絕對(duì)ASF測(cè)量；相對(duì)ASF測(cè)量。本發(fā)明所提出的長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法對(duì)于進(jìn)行全面ASF測(cè)量提供了理論依據(jù)，也解決了ASF測(cè)量的復(fù)雜性問題。
【專利說(shuō)明】—種長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]北斗/長(zhǎng)河組合導(dǎo)航系統(tǒng)通過對(duì)羅蘭系統(tǒng)的改造，使得羅蘭系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)中包含發(fā)射時(shí)刻信息，使羅蘭系統(tǒng)能夠進(jìn)行偽距測(cè)量，成為北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的地面?zhèn)涡l(wèi)星形式。然而從系統(tǒng)導(dǎo)航定位精度上分析，如果要保證北斗/長(zhǎng)河組合導(dǎo)航系統(tǒng)的成功應(yīng)用及較高的定位精度，關(guān)鍵是要求長(zhǎng)波羅蘭C的定位精度與北斗定位精度一致。經(jīng)研究和實(shí)測(cè)表明，長(zhǎng)波羅蘭C的定位精度主要受到電波傳播附加二次因子(ASF)的影響
[0003]為得到準(zhǔn)確的ASF測(cè)量值，必需解決測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確定位和解算出羅蘭到達(dá)時(shí)間(TOA)。在早期，由于受制于取得高精度校準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)位置的限制，ASF修正工作是相當(dāng)困難。GPS/DGPS系統(tǒng)的建立，從根本上解決了校準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)位置的限制，使得進(jìn)行ASF修正成為可倉(cāng)泛。
[0004]長(zhǎng)波廣義ASF修正方法:
[0005]從理論上而言，在預(yù)知某一傳播路徑的大地電性能之后，其相應(yīng)的相位的延(包括附加二次相位延時(shí))是可以預(yù)測(cè)的。其預(yù)測(cè)模型大多數(shù)選擇DMA(美國(guó)國(guó)防測(cè)繪局)和USCG(美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì))所推薦的Van Der Ol-Bemmer模型，該模型假定地球是一個(gè)有限電導(dǎo)率、介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的光滑球體，并把電波的輻射看成是在地表面附近的一個(gè)點(diǎn)源的無(wú)天波的單一頻率的連續(xù)波的傳播。
[0006]顯然這一模型僅考慮了均勻介質(zhì)和平坦界面，對(duì)混合路徑盡管可以用Milington-Pessey公式進(jìn)行預(yù)測(cè)，但所有大地電導(dǎo)率及介電常數(shù)的測(cè)算并不一個(gè)簡(jiǎn)單的問題，需要大量的和反復(fù)的驗(yàn)算，而且預(yù)測(cè)ASF修正值往往與實(shí)際的ASF測(cè)量值之間存在相當(dāng)大的誤差，因此，實(shí)際上主要采用實(shí)測(cè)ASF修正。
[0007]實(shí)測(cè)ASF修正就是在已知位置點(diǎn)用北斗/長(zhǎng)河組合導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)定位，并計(jì)算定位結(jié)果與已知位置的偏差，再計(jì)算這一偏差所對(duì)應(yīng)的偽距增量，該增量即為該位置的實(shí)測(cè)ASF修正值。實(shí)測(cè)操作時(shí)，將整個(gè)羅蘭C覆蓋區(qū)域按一定的規(guī)律進(jìn)行分塊，逐塊測(cè)出各塊的ASF值。然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠交幚恚詈笾瞥葾SF修正表進(jìn)行修正。應(yīng)用時(shí)將該ASF表存入系統(tǒng)內(nèi)存中進(jìn)行自動(dòng)修正。這一方法的主要困難在于逐點(diǎn)測(cè)試，需要進(jìn)行多航次、連續(xù)數(shù)月的測(cè)試。很顯然這一方法的費(fèi)用高，修正值的準(zhǔn)確程度還依賴于測(cè)量精度、區(qū)域的劃分和分布等因素，但實(shí)際測(cè)量值準(zhǔn)確、可信度高，進(jìn)行實(shí)測(cè)是進(jìn)行ASF修正的必然。
[0008]北斗/長(zhǎng)河組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)波ASF修正是必須的，考慮到目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)的研究趨勢(shì)及重點(diǎn)，著眼于基于長(zhǎng)波ASF測(cè)量，由于不可能進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)量，所以必須保證從系統(tǒng)的定位中準(zhǔn)確的推算出相應(yīng)的A SF測(cè)量值。
[0009]北斗/長(zhǎng)河組合導(dǎo)航系統(tǒng)偽距定位分析:
[0010]導(dǎo)航系統(tǒng)位置解算的精度與接收信號(hào)的TOA(Time of Arrival)直接相關(guān)，接收系統(tǒng)接收到的信號(hào)因包含誤差信息，故稱之為RTOA(Raw Time of Arrival)。圖1至圖3中采用了北斗系統(tǒng)時(shí)間作為統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，接收系統(tǒng)時(shí)間延遲RD(Receiver Delay)是一致的，計(jì)算時(shí)作為未知參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。羅蘭發(fā)射系統(tǒng)的同步時(shí)間TO (TransmittingOffset)就是系統(tǒng)導(dǎo)航電波中的信息，所以只需要知道長(zhǎng)河系統(tǒng)電波的ASF、北斗系統(tǒng)電波的TE (Transition Error)就可以得到了準(zhǔn)確的Τ0Α。由于電波傳播部分有oASF>oTE，若要使北斗/長(zhǎng)河組合導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)成立，并且能夠達(dá)到衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度，就要求修正ASF，使其精度與TE —致。
[0011]北斗/長(zhǎng)河組合導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成的四偽距計(jì)算方程為:
【權(quán)利要求】
1.一種長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟: 導(dǎo)航定位； 絕對(duì)ASF測(cè)量； 相對(duì)ASF測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法，其特征在于，其中所述導(dǎo)航定位包括以下步驟: M為用戶到羅蘭臺(tái)的偽距，4為用戶到衛(wèi)星的偽距，參考點(diǎn)P的GPS坐標(biāo)(^，幻； 導(dǎo)航定位計(jì)算中，采用了迭代最小二乘計(jì)算，按照誤差重新編寫偽距方程:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法，其特征在于，其中所述絕對(duì)ASF測(cè)量包括以下步驟: 將高精度GPS的定位結(jié)果作為真值代入下式，計(jì)算接收機(jī)的真實(shí)鐘差
\p2 = ? (x, y, ζ,δ?) + 52s
pf-pf =cs-5ts +5f ^eL=Sts+^1.cScS中主要是微波的傳播誤差，由于偽距方程組使用的是同一時(shí)間，考慮衛(wèi)星的誤差影響，則羅蘭時(shí)間#將得到P點(diǎn)計(jì)算值"Λ Λ 為標(biāo)準(zhǔn)值代入羅蘭測(cè)量偽距:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)波ASF測(cè)量方法，其特征在于，其中所述相對(duì)ASF測(cè)量包括以下步驟: 將高精度GPS的定位結(jié)果作為真值代入下式，計(jì)算接收機(jī)的真實(shí)鐘差
【文檔編號(hào)】G01S19/07GK103592659SQ201310594899
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】黃瑩, 邱曉華 申請(qǐng)人:中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)工程大學(xué)