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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所

摘要：本发明公开了一种基于B2b信号的低轨卫星实时定轨与时频同步方法，属于北斗卫星导航、低轨卫星实时高精度定轨和时频同步领域。本发明首先接收北斗三号GEO卫星播发的B2b信号，与广播星历相匹配，恢复成为精度更高的B2b实时星历。其次，采用数积分预报—滤波更新的实时定轨算法代替伪距单点定位方法，结合伪距、载波相位和多普勒观测值以及B2b实时星历，提升星载接收机实时轨道和钟差精度。最后，在北斗导航观测值不足的情况下，通过动力学模型外推低轨卫星轨道，使用单星授时方法确定接收机钟差，从而保障实时定轨和时间同步的连续性。

主权项：1.一种基于B2b信号的低轨卫星实时定轨与时频同步方法，其特征在于，包括如下步骤：1在低轨卫星上安装北斗导航接收机和天线，接收北斗卫星导航信号，由码跟踪环和相位跟踪环输出伪距、载波相位和多普勒观测值，同时解调广播星历和B2b标准空间状态表示信息SSR；所述B2b标准空间状态表示信息SSR包括卫星轨道改正数、卫星钟差改正数和码间偏差改正数；2根据B2b标准空间状态表示信息SSR中改正数的版本号和广播星历的版本号，将B2b标准空间状态表示信息SSR与广播星历进行匹配；对广播星历分别进行卫星轨道改正、卫星钟差改正和码间偏差改正，恢复为B2b实时星历；具体方式为：201B2b标准空间状态表示信息SSR对应的版本号包括数据版本号IOD，SSR版本号IODSSR、掩码版本号IODP、轨道改正数和钟差改正数版本号IODCorr以及导航电文版本号IODN；对B2b标准空间状态表示信息SSR各类改正数进行匹配，并使用IODN参数确定对应的广播星历；只有当不同数据类型对应的版本号一致时才能够匹配使用；202将轨道坐标系下的改正数转换到地心地固坐标系，并对广播星历中的卫星轨道进行修正；使用卫星钟差改正数直接对广播星历钟差进行修正，同时根据所使用的观测数据频点，选择对应的码间偏差改正卫星钟差，得到对应观测频点的实时卫星钟差，恢复出B2b实时星历；3综合几何观测信息和动力学信息求解低轨卫星轨道，使用伪距、载波相位、多普勒观测值以及B2b实时星历，根据积分预报—滤波更新的实时定轨方法以及参数估计均方根信息滤波算法，实时求解卫星位置、卫星速度、接收机钟差、模糊度、大气阻力、太阳光压和经验摄动力参数；具体方式为：301考虑作用于低轨卫星的保守力、非保守力和经验力，在惯性系下建立低轨卫星运动方程，根据伪距、载波相位、多普勒观测量以及B2b实时星历，构建无电离层组合观测方程，其中，参数向量包括卫星位置、卫星速度、接收机钟差、模糊度、大气阻力、太阳光压和经验摄动力参数；302采用实时定轨算法，在实时定轨算法的积分预报过程中，基于上个时刻的状态向量初值和摄动力模型，以单步数值积分法外推下个时刻的卫星状态向量，同时计算状态转移矩阵，对状态向量的协方差阵进行预报；303在实时定轨算法的滤波更新过程中，根据数值积分外推的卫星状态向量对观测方程线性化处理，以均方根滤波算法实时求解低轨卫星位置、卫星速度和接收机钟差；4采用多项式拟合的方法外推B2b星历，对B2b信号盲区弧段的观测量进行降权处理，优化实时定轨滤波更新过程中的随机模型；具体方式为：401根据B2b标准空间状态表示信息SSR改正数的时变特性，分别采用二阶多项式外推轨道改正数，采用三阶多项式外推钟差改正数，码间偏差在数小时内保持稳定，不再进行外推；402实时定轨算法在B2b信号盲区弧段和非盲区分别使用B2b外推星历和B2b实时星历，在使用B2b外推星历时，使用与外推时间相关的降权函数确定参数估计中的随机模型，实现低轨卫星状态向量的最优估计；5在时间更新过程中采用动力学模型外推低轨卫星轨道，以单星授时方法确定接收机钟差，并对星载接收机内部时钟进行调整，从而实现全弧段、高精度实时定轨与时频同步。

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