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专利号: 2024107274383
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种RTK惯性深组合载波相位跟踪控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:初始化捷联惯性导航系统、卫星导航接收机、RTK差分系统,其中,捷联惯性导航系统初始化包括初始对准,卫星导航接收机初始化包括接收机参数设置;

步骤2:卫星导航接收机对接收到的卫星信号进行捕获、码和载波跟踪、导航电文解码、伪距估算、位置和速度解算处理,得到卫星星历参数;根据捷联惯性导航解算算法计算惯性导航位置、速度、姿态信息;获取RTK差分信息;

步骤3:如果步骤2获取的RTK差分信息是位置差分校正量,那么进入步骤4,如果步骤2获取的RTK差分信息是伪距差分校正量,那么进入步骤5;

步骤4:根据步骤2得到的卫星星历参数和惯性导航位置、速度、姿态信息,结合RTK位置差分校正量,计算本地码信号控制量和载波信号控制量;

步骤5:根据步骤2得到的卫星星历参数和惯性导航位置、速度、姿态信息,结合RTK伪距差分校正量,计算本地码信号控制量和载波信号控制量;

步骤6:将步骤4或步骤5得到的本地码和载波信号控制量,写入本地信号数字控制振荡器,生成本地码和载波信号。

2.根据权利要求1所述的RTK惯性深组合载波相位跟踪控制方法,其特征在于,步骤4所述本地码信号控制量的计算步骤为:步骤S01:计算卫星时钟相对系统标准时间的校正量以及相对论效应的校正量;

s 2

Δt=af0+af1(t‑toc)+af2(t‑toc) ;

s

其中,Δt为卫星时钟相对系统标准时间的校正量,af0、af1、af2、toc均由卫星导航电文的第一数据块给出,t为卫星时间;

其中,Δtr为相对论效应的校正量,es为卫星轨道偏心率,as为轨道长半径,Ek为偏近点

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角,F为常数,且 μ=3.986005×10 ,c为光速;

步骤S02:计算卫星时钟总钟差;

s s

δt=Δt+Δtr‑TGD;

s

其中,δt 为卫星时钟总钟差;TGD为群波延时校正值,由卫星导航电文的第一数据块给出;

步骤S03:计算估计的伪距;

s

ρIi=r+c(δtu‑δt)+cT+cI;

其中,ρIi为估计的伪距,r为载体与卫星间的几何距离,xI,yI,zI为捷联惯性导航系统输出的载体的位置坐标,xsi,ysi,zsi为卫星的位置坐标,Δx,Δy,Δz为RTK位置差分校正量,c为光速,δstu为接收机钟差,δt为卫星时钟总钟差,T、I分别为对流层、电离层传播影响;

步骤S04:计算要求解的新码相位;

其中, 为要求解的新码相位,φcode,i为接收机中的原码相位,Δ φ为估计的码相位差,ρIi为估计的伪距,ρGi为接收机伪距,λcode,i为码波长。

3.根据权利要求1所述的RTK惯性深组合载波相位跟踪控制方法,其特征在于,步骤4所述本地载波信号控制量的计算步骤为:步骤S11:计算卫星时钟频率漂移;

s

其中,δf为卫星时钟频率漂移,af1、af2、toc均由卫星导航电文的第一数据块给出,t为卫星时间, es为卫星轨道偏心率,as为轨道长半径,Ek为偏近点角,F为常

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数,且 μ=3.986005×10 ,c为光速;

步骤S12:计算几何距离变化率;

其中,为几何距离变化率,ps、vs分别为卫星的位置、速度,pI、vI分别为捷联惯性导航系统输出的载体位置、速度,Δp=[Δx,Δy,Δz]为RTK位置差分校正量;

步骤S13:求解载波频率;

其中,fcarr为要求解的载波频率,fIF为中频频率,λcarr为载波波长,δfu为接收机时钟频s漂,δf为卫星时钟频率漂移,Δθ为载波鉴相器值,ΔT为环路控制周期。

4.根据权利要求1所述的RTK惯性深组合载波相位跟踪控制方法,其特征在于,步骤5所述本地码信号控制量的计算步骤为:步骤S21:计算卫星时钟相对系统标准时间的校正量以及相对论效应的校正量;

s 2

Δt=af0+af1(t‑toc)+af2(t‑toc) ;

s

其中,Δt为卫星时钟相对系统标准时间的校正量,af0、af1、af2、toc均由卫星导航电文的第一数据块给出,t为卫星时间;

其中,Δtr为相对论效应的校正量,es为卫星轨道偏心率,as为轨道长半径,Ek为偏近点

14

角,F为常数,且 μ=3.986005×10 ,c为光速;

步骤S22:计算卫星时钟总钟差;

s s

δt=Δt+Δtr‑TGD;

s

其中,δt 为卫星时钟总钟差;TGD为群波延时校正值,由卫星导航电文的第一数据块给出;

步骤S23:计算估计的伪距;

s

ρIi=r+c(δtu‑δt)+cT+cI+Δρi;

其中,ρIi为估计的伪距,r为载体与卫星间的几何距离,xI,yI,zI为捷联惯性导航系统输出的载体的位置坐s

标,xsi,ysi,zsi为卫星的位置坐标,c为光速,δtu为接收机钟差,δt为卫星时钟总钟差,T、I分别为对流层、电离层传播影响,Δρi为RTK伪距差分校正量;

步骤S24:计算要求解的新码相位;

其中, 为要求解的新码相位,φcode,i为接收机中的原码相位,Δ φ为估计的码相位差,ρIi为估计的伪距,ρGi为接收机伪距,λcode,i为码波长。

5.根据权利要求1所述的RTK惯性深组合载波相位跟踪控制方法,其特征在于,步骤5所述本地载波信号控制量的计算步骤为:步骤S31:计算卫星时钟频率漂移;

s

其中,δf为卫星时钟频率漂移,af1、af2、toc均由卫星导航电文的第一数据块给出,t为卫星时间, es为卫星轨道偏心率,as为轨道长半径,Ek为偏近点角,F为

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常数,且 μ=3.986005×10 ,c为光速;

步骤S32:计算几何距离变化率;

其中, 为几何距离变化率,ps、vs分别为卫星的位置、速度,pI、vI分别为捷联惯性导航系统输出的载体位置、速度,Δρi为RTK伪距差分校正量;

步骤S33:计算要求解的载波频率;

其中,fcarr为要求解的载波频率,fIF为中频频率,λcarr为载波波长,δfu为接收机时钟频s漂,δf为卫星时钟频率漂移,Δθ为载波鉴相器值,ΔT为环路控制周期。