r>[0044] 其中，《/+1表示第j+1次迭代估計的衛(wèi)星初始狀態(tài)信息，（ZfK表示第j次迭 代估計的衛(wèi)星初始狀態(tài)信息，
E( ε " ε 1) = R1， y=z''-g'。
[0045] 如上所述的短弧段批處理衛(wèi)星自主定軌裝置，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述判 斷模炔基于式（9)計算驗后殘差和：
[0046] (9)
[0047] 其中，U'"表示第j+1次迭代估計的驗后殘差和。 W48] 通過采用上述技術方案，本發(fā)明的所達到的有益效果為：首先，批處理算法能夠適 應較差觀測條件，相比實時濾波算法，具有適用范圍廣，精度高，算法穩(wěn)定等優(yōu)點；本方法 采用星間單差GNSS觀測數(shù)據(jù)，在參數(shù)估計中消除了接收機鐘差參數(shù)，待估參數(shù)只有衛(wèi)星位 置，速度，大氣阻力系數(shù)和太陽光壓系數(shù)等八個參數(shù)，能夠適應星載處理器的性能要求；本 方法采用龍哥庫塔算法預報衛(wèi)星軌道，相比其他批處理算法能夠滿足對衛(wèi)星軌道信息的實 時性需求；本方法根據(jù)衛(wèi)星預報軌道和原始觀測數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)計接收機鐘差變化規(guī)律，預報 未來接收機鐘差參數(shù)，并置入跟蹤環(huán)路，保證GNSS接收機穩(wěn)定輸出高精度觀測數(shù)據(jù)；本方 法能夠適應低軌，中軌和高軌等不同軌道高度衛(wèi)星自主定軌應用，尤其在中高軌衛(wèi)星自主 定軌中具有明顯優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0049] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所 需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)本發(fā)明實施 例的內(nèi)容和運些附圖獲得其他的附圖。
[0050] 圖1為本發(fā)明一個實施例提供的短弧段批處理衛(wèi)星自主定軌方法的流程圖；
[0051] 圖2為本發(fā)明實施例提供的時序示意圖；
[0052] 圖3為本發(fā)明另一實施例提供的短弧段批處理衛(wèi)星自主定軌方法的流程圖；
[0053] 圖4為本發(fā)明實施例提供的仿真實驗示意圖；
[0054] 圖5為本發(fā)明又一實施例提供的短弧段批處理衛(wèi)星自主定軌裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0055] 為使本發(fā)明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面 將結合附圖對本發(fā)明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅 是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域技術人員在 沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0056] 下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0057] 本發(fā)明人提出了一種基于星載GNSS觀測數(shù)據(jù)的短弧段批處理衛(wèi)星自主定軌方法 及裝置，使用整個觀測弧段內(nèi)的所有GNSS星間單差觀測數(shù)據(jù)進行短弧段批處理，結合高精 度衛(wèi)星動力學模型，能夠穩(wěn)定且實時地輸出高精度衛(wèi)星軌道信息。相比傳統(tǒng)衛(wèi)星自主定軌 方法，本方法適用于低軌，中軌和高軌等不同軌道高度的衛(wèi)星自主定軌。
[0058] 下面首先描述本發(fā)明實施例提供的的短弧段批處理衛(wèi)星自主定軌方法的數(shù)學模 型。
[0059] 根據(jù)衛(wèi)星的動力學模型可知，通過數(shù)值積分的方法，可W建立任意時刻T衛(wèi)星質 屯、的位置和速度與某一時刻衛(wèi)星狀態(tài)的聯(lián)系，由式（1)來表示：
[0060] Xi=InUX〇，T) (1)
[OOW] 其中，r表示第i個觀測時刻的的衛(wèi)星狀態(tài)信息，X康示在觀測弧段起點時刻的 衛(wèi)星狀態(tài)信息，T表示第i個觀測時刻與觀測弧段終點時刻的時間差，運里衛(wèi)星狀態(tài)信息指 衛(wèi)星的軌道信息，或者軌道信息W及大氣動力學參數(shù)。通過該公式可W建立觀測弧段內(nèi)每 個觀測數(shù)據(jù)與觀測弧段終點時刻衛(wèi)星軌道信息和時間差的函數(shù)關系，由式（2)來表示： W62] r= g狂 ι)+ε = h〇(〇，r)+e 似
[0063] 其中，zi表示第i個觀測時刻的觀測數(shù)據(jù)，g狂1)表示第i個觀測時刻根據(jù)預報的 衛(wèi)星狀態(tài)信息，具體為軌道信息計算出的觀測數(shù)據(jù)，h〇(。，Ti)同樣表示第i個觀測時刻根據(jù) 預報的衛(wèi)星軌道信息所計算出的觀測數(shù)據(jù)，r表示第i個觀測時刻與觀測弧段起點時刻的 時間差，ε為觀測噪聲。且滿足式（3)所表示的微分關系：
[0064] (3) 陽0化]此時觀測方程如式（4)所示，
[0066] Τ= h(X〇, Τ,) + ε ^ (4)
[0067] 其中，ε?為觀測弧段內(nèi)第i個觀測時刻的觀測噪聲，其統(tǒng)計特性為Ε(ε 1) =0， Ε( ε " ε 1) = R1，對觀測方程（4)在參考初始狀態(tài)信息Xf處線性化，可得W下式（5)所表 示的關系：
[0068]
[0071] 則線性化后的觀測方程可簡化為式（7):
[0072] (7)
[0073] 再令/>根據(jù)最小二乘原理，得到衛(wèi)星初始狀態(tài)信息的估計值>
[0077] 其中，上標j+1表示第j+1次迭代估計，護"表示第j+1次迭代估計的驗后殘差和， 《/+1表示第j+1次迭代估計的衛(wèi)星初始狀態(tài)信息，狂。Kf)'表示第j次迭代估計的衛(wèi)星初始 狀態(tài)信息，第一次迭代估計時可W使用軌道機動前的狀態(tài)信息初始化。
[0078] 連施倆I 1
[0079] 如圖1所示，為本發(fā)明一個實施例提供的短弧段批處理衛(wèi)星自主定軌方法的流程 圖，結合圖2所示的時序圖，該方法包括如下步驟：
[0080] 步驟S21、對于當前觀測弧段，按照預先設定的觀測數(shù)據(jù)采樣頻率采集原始GNSS 觀測數(shù)據(jù)，并基于GNSS觀測數(shù)據(jù)生成星間單差觀測數(shù)據(jù)，直至生成整個觀測弧段的星間單 差觀測數(shù)據(jù)；然后對該星間單差觀測數(shù)據(jù)進行粗差探測和剔除，得到不含粗差的星間單差 觀測數(shù)據(jù)。
[0081] 本步驟中，采集原始GNSS觀測數(shù)據(jù)時要保證每個采樣點處觀測的導航衛(wèi)星數(shù)大 于等于2。
[0082] 步驟S22、W觀測弧段終點時刻預報的衛(wèi)星狀態(tài)信息為先驗信息，積分預報觀測弧 段內(nèi)所有觀測時刻的衛(wèi)星軌道信息；
[0083] 本實施例中，根據(jù)衛(wèi)星的在觀測弧段終點時刻的初始位置、初始速度所預報的衛(wèi) 星狀態(tài)信息作為先驗信息，結合高精度衛(wèi)星動力學模型，基于線性化觀測方程（式巧)）向 觀測弧段起點方向進行積分，預報S21步驟中得到的無粗差星間單差觀測數(shù)據(jù)對應的所有 觀測時刻的衛(wèi)星狀態(tài)信息；
[0084]
[0085] 式中，Z1表示第i個觀測時刻的觀測數(shù)據(jù)，h狂。，Ti)表示根據(jù)預報的衛(wèi)星軌道信息 所計算出的第i個觀測時刻的觀測數(shù)據(jù)，X。表示觀測弧段起點時刻的衛(wèi)星狀態(tài)信息，χ?表 示在觀測弧段終點時刻所預報的衛(wèi)星狀態(tài)信息，狂。Kf) '表示衛(wèi)星初始狀態(tài)信息，X ?/ef為參 考初始狀態(tài)信息，ε 1為弧段內(nèi)第i個觀測數(shù)據(jù)的噪聲，g狂1)為第i個觀測時刻根據(jù)預報 的衛(wèi)星軌道信息計算出的觀測數(shù)據(jù)。
[0086] 步驟S23、基于步驟S21得到的無粗差觀測數(shù)據(jù)，步驟S22積分預報的衛(wèi)星狀態(tài)信 息，通過式（8)使用批處理方法迭代估計衛(wèi)星狀態(tài)信息。其中動力學參數(shù)包括大氣阻力參 數(shù)和太陽光壓系數(shù)。
[0087]
[0088] 其中，f/"表示第j + 1次迭代估計的衛(wèi)星初始狀態(tài)信息，狂。W) i表示第j + 1次迭 代估計的衛(wèi)星初始狀態(tài)信息：

[0089] 為了方便工程化實現(xiàn)，對衛(wèi)星初始狀態(tài)信息估計值公式（8)進一步簡化，令
[0090]
[0091] 貝1J，衛(wèi)星初始狀態(tài)信息的估計值，驗后殘差和可式（11)來表示：
[0092]
[0093] 然后，每當采集到該觀測弧段內(nèi)的新的