[发明专利]利用北斗基站阵列数据估计电离层扰动的移动速度的方法

摘要

本发明公开了一种利用北斗基站阵列数据估计电离层扰动的移动速度的方法，包括：从北斗相关网站下载星历文件和电离层文件，从北斗基站阵列各站点的双频接收机获取双频数据文件；计算传播路径上电离层的斜TEC；对同一颗卫星在两站点的斜TEC时间序列做互相关，获得两站点的扰动时延；根据卫星和各站点的坐标计算电离层穿刺点坐标；利用两站点对应的电离层穿刺点坐标获得两电离层穿刺点的距离，根据两电离层穿刺点的距离和两站点的扰动时延估算电离层扰动的移动速度。本发明能应用于发现电离层的变化规律，对电离层变化进行预测，从而解决电离层扰动对导航系统和无线电通信系统的干扰问题，提高导航精度及保证无线电通信的可靠性。

主权项

1.利用北斗基站阵列数据估计电离层扰动的移动速度的方法，其特征是，包括：步骤1，从北斗相关网站下载星历文件和电离层文件，从北斗基站阵列各站点的双频接收机获取双频数据文件；步骤2，利用双频数据文件，计算传播路径上电离层的TEC值，即斜TEC；本步骤具体为：(1)计算电离层的绝对TEC，记为TEC_a：从双频数据文件中获取伪距观测量ρ1和ρ2，利用差分技术可得：上式中：ρ1和ρ2分别表示北斗B1、B2频段的伪距观测量；Δρ表示伪距观测ρ1和ρ2的差值；和分别表示北斗B1、B2频段的载波频率；Ne为电子密度；表示N_e在传播路径s上的积分值，即电离层的绝对TEC；由此可得：(2)计算电离层的相对TEC，记为TEC_r：从双频数据文件中获取载波相位观测量Φ1和Φ2，利用差分技术可得：上式中：c表示光速；Φ1和Φ2分别表示北斗B1、B2频段的载波相位观测量；n1和n2分别表示Φ1和Φ2的整周模糊度；Δn表示和的整周模糊度之差；(3)反演电离层的高精度TEC：结合TEC_a和TEC_r，根据最小二乘原理，采用相对TEC平滑绝对TEC的方法，计算传播路径上高精度的TEC值，即斜TEC，记为TEC_s；首先，对TEC数据进行分段，即将绝对TEC数据和相对TEC数据分成若干连续的数据段，对各连续的数据段分别进行平滑；然后，采用平滑后的各数据段求均值计算偏差Bias：设数据段上样本点数为N，将数据段上第i个样本点对应的绝对TEC和相对TEC分别记为TEC_ai和TEC_ri；最后，利用偏差Bias和相对TEC计算电离层的斜TEC，如下：TEC_s＝Bias+TEC_r步骤3，对同一颗卫星在两站点扰动趋势一致的斜TEC时间序列做互相关，求得两站点的扰动时延τ；步骤4，根据星历文件进行卫星轨道插值，获得各时刻的卫星坐标；从双频数据文件获得各站点的坐标；根据卫星和各站点的坐标计算电离层穿刺点坐标；步骤5，利用两站点对应的电离层穿刺点坐标获得两电离层穿刺点的距离，根据两电离层穿刺点的距离和两站点的扰动时延估算电离层扰动的移动速度。