恭喜应急管理部国家自然灾害防治研究院许嵩获国家专利权
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龙图腾网恭喜应急管理部国家自然灾害防治研究院申请的专利一种基于太阳位置和双频组合的GNSS导航卫星PCO改正方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117310758B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311361541.2,技术领域涉及:G01S19/23;该发明授权一种基于太阳位置和双频组合的GNSS导航卫星PCO改正方法是由许嵩;林剑;泽仁志玛;崔静;楚伟;颜蕊;黄建平;申旭辉设计研发完成,并于2023-10-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于太阳位置和双频组合的GNSS导航卫星PCO改正方法在说明书摘要公布了:本发明涉及卫星定位技术领域,具体地说是一种基于太阳位置和双频组合的GNSS导航卫星PCO改正方法,读取GNSS卫星PCO信息,通过解析法计算太阳在地心惯性系中的位置,计算Z、S、Y、X向量,计算旋转矩阵S2C,读取对应卫星的PCO信息,通过S2C将PCO旋转到ECI坐标系下,双频组合计算GNSS卫星的组合PCO,再将组合后的PCO改正到GNSS卫星位置上,本发明提高了计算GNSS卫星的精度,在GNSS掩星探测、GNSS反射探测以及其他低轨卫星载荷等遥感探测方面对GNSS卫星位置有较高精度要求的领域有重要应用价值。
本发明授权一种基于太阳位置和双频组合的GNSS导航卫星PCO改正方法在权利要求书中公布了:1.一种基于太阳位置和双频组合的GNSS导航卫星PCO改正方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,读取GNSS卫星PCO信息:S1-1,下载GNSS卫星天线相位中心偏差文件;S1-2,根据时间选择对应的相位中心偏差文件;S1-3,所述相位中心偏差文件存储有各GNSS卫星不同频点上的天线相位中心偏差信息,所述存储方式依据导航系统、频点、三轴方向模式;S2,通过解析法计算太阳在地心惯性系中的位置:S2-1,计算TT时间:式一:TT-TAI=32.184;式二:GPST-TAI=-19.0;所述TAI为世界原子时,单位秒;所述GPST是GPS时间,单位秒;通过所述式一和所述式二计算出已知GPST时间对应的TT时;S2-2,计算太阳的位置:将所述TT时转换成简化儒略日的形式,计算TT时下的旋转角θ,依据所述旋转角θ将全零的3×3矩阵对X轴进行旋转得到矩阵R,计算赤道面位置向量W,黄道坐标,并通过矩阵R将W旋转到赤道坐标上,进而得到太阳位置S0,如下式三:式三:S0=R·W;S3,计算Z向量:S3-1,采用拉格朗日插值算法获取当前时刻的GNSS导航卫星的位置Px,y,z向量;所述P向量是惯性坐标系ECI下的坐标向量,以地心为坐标原点;S3-2,计算星固系到ECI的转换矩阵,所述转换矩阵在天球系统中进行计算;S3-3,通过Z=0-P计算得到Z矩阵;S3-4,将所述Z矩阵转化为单位向量,公式如下:式四:S4,计算S向量:在所述S2-2和GNSS卫星位置已知的基础上,计算出太阳到GNSS卫星的位置向量S,通过两个向量作差的方式得到S向量,公式如下:式五:S=S0-P;根据所述式四将S矩阵转化为单位向量;S5,计算Y向量:用Y向量表示Z向量和S向量组成平面的垂向量,利用向量叉乘计算可得Y向量,公式如下:式六:Y=Z×S;根据所述式四将Y矩阵转化为单位向量;S6,计算X向量:用X向量表示Y向量和Z向量组成平面的垂向量,利用向量叉乘计算可得X向量,公式如下:式七:X=Y×Z;根据所述式四将X矩阵转化为单位向量;S7,计算旋转矩阵S2C:用S2C表示星固系到ECI下的转换矩阵,公式如下:式八:S8,读取对应卫星的PCO信息:根据当前GNSS导航卫星PRN号查找处对应的卫星两个频点上的PCO,分别用pco1x,y,z和pco2x,y,z表示;S9,通过S2C将PCO旋转到ECI坐标系下:通过S2C矩阵分别将pco1x,y,z和pco2x,y,z旋转到ECI坐标系下,公式如下:C1[0]=S2C[0]*pco1[0]+S2C[1]*pco1[1]+S2C[2]*pco1[2]C1[1]=S2C[3]*pco1[0]+S2C[4]*pco1[1]+S2C[5]*pco1[2]式九:C1[2]=S2C[6]*pco1[0]+S2C[7]*pco1[1]+S2C[8]*pco1[2];C2[0]=S2C[0]*pco2[0]+S2C[1]*pco2[1]+S2C[2]*pco2[2]C2[1]=S2C[3]*pco2[0]+S2C[4]*pco2[1]+S2C[5]*pco2[2]式十:C2[2]=S2C[6]*pco2[0]+S2C[7]*pco2[1]+S2C[8]*pco2[2];所述C1和C2分别为旋转后两个频点上的PCO;S10,双频组合计算GNSS卫星的组合PCO:采用双频组合的方式计算出一个天线相位中心偏差Cx,y,z代表该GNSS卫星接收信号的点,公式如下:式十一:C[0]=Freq_1*Freq_1*C1[0]-Freq_2*Freq_2*C2[0]Freq_1*Freq_1-Freq_2*Freq_2C[1]=Freq_1*Freq_1*C1[1]-Freq_2*Freq_2*C2[1]Freq_1*Freq_1-Freq_2*Freq_2C[2]=Freq_1*Freq_1*C1[2]-Freq_2*Freq_2*C2[2]Freq_1*Freq_1-Freq_2*Freq_2;Freq_1和Freq_2分别表示GNSS卫星两个频点上的频率,GPS卫星的两个频率分别为L1和L2,BDS卫星的两个频率分别为B1和B3,GALILEO卫星的两个频率分别为E1和E5,GLONASS卫星的两个频率分别为G1和G2;S11,将组合后的PCO改正到GNSS卫星位置上:通过向量相加的方式将C改正到GNSS导航卫星位置P上得到改正天线相位中心偏差后的位置P2x,y,z,公式如下:P2[0]=P[0]+C[0]P2[1]=P[1]+C[1]P2[2]=P[2]+C[2]。
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