一种获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法及系统
技术领域
1.本发明涉及微小型gnss掩星探测仪，特别涉及一种获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法及系统。
背景技术：2.随着各大导航系统的快速发展，gnss掩星探测已经成为无线电遥感探测领域的热点。在gnss掩星探测仪进行掩星事件探测时，单个掩星事件观测通常有两个阶段：闭环掩星跟踪阶段和开环掩星跟踪阶段，闭环跟踪往往比开环跟踪拥有更高的精度，但其适应动态范围较小；开环跟踪拥有比闭环跟踪更强的动态变化承受能力，但由于其采用预测参数进行跟踪，导致跟踪精度依赖于预测精度，无法做到闭环时的无偏跟踪。
3.在gnss卫星相对掩星探测仪切点高度较高、仰角较高时，其受到大气、电离层折射较少，此时多普勒变化率较弱，可以成功捕获并采用闭环(锁相环、锁频环)环路进行精确跟踪，获取精确掩星观测数据；但是随着切点高度的下降，多普勒变化速率加剧，闭环跟踪快速失锁，且难以再次捕获成功，此时只能依赖开环进行后续跟踪，获取掩星观测值，故开环跟踪对底层大气掩星事件观测十分重要。
4.开环跟踪性能依赖于对各个跟踪参数的预测，其中最为关键的两个参数是预测伪距与预测载波频率，例如对gps l1c/a信号，其伪码长度为300米，当预测伪距误差与真实伪距差超过300米时，就无法获取相关峰值，无法进行正确开环跟踪；当载波频率预测值与伪距预测值接近各自测量真实值时，其开环跟踪精度高，后续反演效果更好。因此，如何提供高质量开环掩星预测参数对于掩星反演十分重要。
5.从实际信号接收统计结果中可以发现，在切点高度较低时，由于大气层折射效用，导致观测仪接收到的gnss卫星信号发生弯曲，此时直接采用观测仪位置与gnss卫星位置反推出的gnss伪距与真实信号伪距会有较大偏差，该偏差往往大于300米，且随着切点高度下降偏差变的更大，导致掩星事件无法正确跟踪，故需要采用修正算法对其进行修正。传统方法采用cira86-q大气模型对预测伪距结果进行补偿，该算法利用在切点高度大于0公里时补偿效果较好，可将预测伪距与真实伪距偏差控制在150米(半个码片)之内，但随着切点高度的下降该方法补偿能力也会下降，在切点高度最低时补偿后误差会超过300米(一个码片)，导致无法正常进行开环跟踪，无法正确获取掩星事件测量结果。故需要一种新方法来对低切点高度(特别是0公里以下)的开环预测伪距进行修正，使真实伪距与开环预测伪距之间偏差尽可能缩小，提升探测仪开环跟踪能力。
6.在一个完整的掩星事件中，通常包括高切点高度的闭环掩星跟踪探测和低切点高度的开环掩星跟踪探测，开环跟踪拥有比闭环跟踪更强的动态变化承受能力，但由于其采用预测参数进行跟踪，导致跟踪精度依赖于预测精度，无法做到闭环时的无偏跟踪。
技术实现要素：7.本发明的目的在于，为解决上述问题，克服开环预测参数不准确，导致无法进行正
确开环跟踪的问题，从而提供一种获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法及系统。
8.为解决上述技术问题，本发明提出一种获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法及系统，利用同一掩星事件存在闭环跟踪与开环跟踪重叠时间段，利用该时间段内闭环掩星跟踪结果对开环预测参数进行拟合修正，提高开环事件预测参数精度，提高开环跟踪成功率，最终提升掩星事件反演精度。本发明复杂度低，资源消耗小，相对传统接收机无需硬件改动。
9.本发明提出一种获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，包括以下步骤：
10.步骤1)在闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段，通过闭环掩星跟踪通道收集掩星事件的无偏伪距；
11.步骤2)基于gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置、时间信息以及cira86-q大气模型来估算所述开环掩星跟踪通道的预测载波频率与预测伪距；
12.步骤3)在所述开环掩星跟踪通道中，利用修正开环伪距模块，以所述gnss卫星的仰角、相对方位角和切点高度为输入，以所述无偏伪距与所述预测伪距之间的伪距偏差为目标，调用曲线拟合算法对所述伪距偏差进行曲线拟合，直到满足迭代结束条件，获得拟合后的伪码相位与伪码载波频率控制字，并传送入开环掩星跟踪通道的伪码发生器中，以修正所述预测伪距。
13.作为上述方法的一种改进，所述方法还包括：
14.通过闭环掩星跟踪通道在闭环掩星跟踪阶段，跟踪掩星事件，以获得闭环掩星数据；
15.所述开环掩星跟踪通道在开环掩星跟踪阶段，基于修正后的预测伪距和步骤2)中计算所得开环模型载波频率，跟踪掩星事件，并获得开环掩星数据。
16.作为上述方法的一种改进，所述方法还包括：将所述闭环掩星数据与所述开环掩星数据进行缓存和打包处理后，传输到地面接收设备。
17.作为上述方法的一种改进，所述方法还包括预处理步骤：基于gnss掩星探测仪接收的gnss卫星星历或历书信息，获取gnss卫星的速度、位置和时间信息，并计算所述gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息；基于所述gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息，计算所述gnss卫星的星仰角、方位角、相对方位角和切点高度，以确定当前掩星事件类型，其中，所述掩星事件类型包括：上升闭环掩星事件、上升开环掩星事件、下降闭环掩星事件和下降开环掩星事件。
18.作为上述方法的一种改进，所述步骤3)具体包括：
19.步骤3-1)以所述无偏伪距与所述预测伪距之间的差值作为伪距偏差pd
err
；
20.步骤3-2)利用所述gnss卫星的仰角、相对方位角和切点高度对所述伪距偏差进行初步曲线拟合，以获得若干参数项：
21.22.其中，elev为所述gnss卫星的仰角，t
ph
为所述gnss卫星的切点高度，r
azm
为所述gnss卫星的方位角，p1～p
11
分别为参数项；
23.步骤3-3)将多次掩星事件所收集的elev、t
ph
、r
azm
带入上述公式进行迭代，通过全局最优化算法进行求解，直至求出结果评估达到迭代条件后，停止迭代，以使所述若干参数项p1～p
11
趋于定值；在参数项趋于稳定后，在开环掩星事件发生过程中直接利用该参数项p1～p
11
与当前时刻elev、t
ph
、r
azm
代入上述公式求得伪距偏差pd
err
，将该差值补偿到开环模型伪距中，从而实现开环模型伪距修正；
24.所述迭代条件为：判定系数大于0.996、相关系数大于0.998且确定系数大于0.996。
25.作为上述方法的一种改进，所述闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段为所述开环掩星跟踪通道与所述闭环掩星跟踪通道同时开启的阶段；其中，所述开环掩星跟踪通道在gnss卫星的切点高度为n时开启，n存储在所述开环掩星跟踪通道的非易失性存储空间，所述闭环掩星跟踪通道在gnss卫星的切点高度为m时关闭，m存储在所述闭环掩星跟踪通道的的非易失性存储空间；n和m的取值均可进行在轨修改，以增长或减短所述重叠阶段。
26.作为上述方法的一种改进，所述方法还包括：在所述步骤1)之前提升所述开环掩星跟踪通道的开启高度，以增长闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段，以使所述曲线拟合快速收敛；步骤3)之前降低所述开环掩星跟踪通道的开启高度，使所述闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段缩小到闭环跟踪所得真实伪距与开环预测模型伪距差值的曲率变化最大区间，以提高曲线拟合的精确度。
27.为实现本发明再一目的，本发明还提供一种基于上述获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的系统，包括：闭环掩星跟踪通道和开环掩星跟踪通道，其特征在于，所述系统还包括：预测模块和修正开环伪距模块；其中，
28.所述闭环掩星跟踪通道，用于在闭环掩星跟踪阶段跟踪掩星事件，以获得闭环掩星数据；用于在闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段，收集掩星事件的无偏伪距；
29.所述预测模块，基于gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息以及cira86-q大气模型来估算所述开环掩星跟踪通道的预测载波频率与预测伪距；
30.所述修正开环伪距模块，用于以所述gnss卫星的仰角、相对方位角和切点高度为输入，以所述无偏伪距与所述预测伪距之间的伪距偏差为目标，调用曲线拟合算法对所述伪距偏差进行曲线拟合，直到满足迭代结束条件，获得拟合后的伪码相位与伪码载波频率控制字，并传送入开环掩星跟踪通道的伪码发生器中，以修正所述预测伪距；
31.所述开环掩星跟踪通道，用于在开环掩星跟踪阶段，基于修正后的预测伪距和载波频率，跟踪掩星事件，并获得开环掩星数据。
32.作为上述系统的一种改进，所述系统还包括：预处理模块；其中，
33.所述预处理模块，用于基于gnss掩星探测仪接收的gnss卫星星历或历书信息，获取gnss卫星的速度、位置和时间信息，并计算所述gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息；用于基于所述gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息，计算所述gnss卫星的星仰角、方位角、相对方位角和切点高度，以确定当前掩星事
件类型，其中，所述掩星事件类型包括：上升闭环掩星事件、上升开环掩星事件、下降闭环掩星事件和下降开环掩星事件。
34.本发明提出与采用的，开环参数曲线拟合算法，利用真实伪距在一次开环掩星事件观测过程中平滑变化的特性，以及gnss卫星伪距与仰角、方位角、相对方位角和切点高度之间的对应关系，利用上述参数对真实伪距和开环预测伪距之间的偏差进行拟合，得到开环模型伪距偏差补偿多项式，拟合完毕后在实际跟踪过程中可更好的预测切点高度为0公里以下的开环跟踪伪距，弥补传统大气模型伪距算法的不足，缩小开环伪距与真实伪距的误差，提升开环跟踪精度，提高掩星观测仪大气底层开环探测能力。
附图说明
35.图1所示为获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的系统设计示意图；
36.图2所示为获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法流程图；
37.图3所示为闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段示意图。
具体实施方式
38.以下结合实施例进一步说明本发明所提供的技术方案。
39.本发明提出一种用于gnss(global navigation satellite system全球导航卫星系统)掩星探测的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法及系统。此方法利用同一掩星时间中闭环跟踪环路所测量得到的精确伪距、载波相位等参量对开环跟踪中预测的伪距进行拟合修正，从而提高开环跟踪成功率与后续反演载波相位精度，提高掩星探测仪的工作性能。本方法结构简单，计算速度快，在原有微小型接收机基础上即可进行，无需进行硬件改动。
40.本发明提出的方法目的在于更加精确的拟合计算开环跟踪过程中的预测伪距，提高开环模型跟踪精度，如图1-2所示，具体包括以下步骤：
41.(1)探测仪定位，掩星预测
42.gnss掩星探测仪利用定位天线接收定位信号并进行下变频，获取中频信号后通过捕获跟踪实现接收机定位，并收集gnss卫星星历/历书，从而实现掩星预测，确定当前时刻的掩星事件跟踪卫星以及掩星事件类型。
43.(2)闭环掩星跟踪，收集闭环掩星数据
44.利用捕获引擎与闭环掩星跟踪通道来捕获跟踪步骤(1)中所确认的闭环掩星事件，在稳定跟踪后收集该掩星事件的伪距、载波、仰角和切点高度和i/q路能量积分数值等信息。
45.(3)利用大气模型预测开环载波和伪距
46.根据接收机定位后的pvt(position、velocity、time速度、位置和时间)信息与gnss卫星的pvt信息，利用大气模型估算开环跟踪所需载波频率与模型伪距。
47.基于gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置、时间信息以及cira86-q(cospar international reference atmosphere)大气模型来估算所述开环掩星跟踪通道的预测载波频率与预测伪距；cira86-q模型采用地理位置带区分模式，通过探测仪定位解算获得的时间位置信息查找对应大气物理参数存储表并进行插值计算从
而得出探测仪该位置当前时刻的信号折射角α，将该折射角，利用折射角与卫星、探测仪之间的几何关系计算出开环信号传播路径中的附加多普勒频率(载波频率)与码相位修正量，从而获得预测频率与预测伪距。
48.(4)闭环提取参数修正开环伪距
49.判断当前掩星事件是否处于闭环与开环重合阶段，若重合，则判断此时刻闭环无偏差伪距与开环模型预测伪距的误差，并利用此时gnss卫星的仰角、方位角与切点高度对预测伪距的误差进行拟合，修正开环模型预测伪距。
50.(5)开环跟踪伪距载波更新
51.利用步骤(4)中计算所得载波频率与修正后开环伪距，计算出该开环事件当前时刻载波nco(载波频率控制字)与伪码nco以及伪码相位，将其按设定积分时间置入开环跟踪环路，实现开环跟踪。
52.(6)收集掩星观测数据
53.将上述闭环与开环掩星数据进行缓存，打包，并传输到地面接收设备，在地面进行后处理伪距拟合验证。
54.步骤(1)中还包括：在定位之后，通过掩星预测模块实现对开环、闭环掩星事件的确定，并根据gnss卫星运动趋势确定掩星事件运动趋势(上升掩星/下降掩星)，从而计算出开闭环重叠时间。
55.步骤(4)中还包括：所述开环掩星与闭环掩星重叠时间段是通过切点高度(t
ph
)来鉴别，该参数对开环闭环单独设立并存储于非易失性存储空间(mram)中，故可通过在轨修改开环最高高度与闭环最低高度来修改开环与闭环重叠时间，更加有利于重叠时间内开环参数拟合。
56.步骤(4)中还包括：所述拟合方法中，在初始拟合阶段，可将开环t
ph
高度提升值与闭环重合，从而进一步提升开环与闭环重叠时间，使曲线拟合快速收敛；在拟合曲线收敛后，将开环最高高度降低，将重叠高度缩小到曲率变化较大区间，使曲线拟合更加精确。
57.降低开环掩星跟踪通道的开启高度，使闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段缩小到闭环跟踪所得真实伪距与开环预测模型伪距差值的曲率变化最大区间，以提高曲线拟合的精确度。
58.步骤(4)中还包括：所述拟合方法为：以gnss卫星仰角、方位角与切点高度为输入，以实际闭环跟踪无偏伪距与开环模型伪距差值为目标，采用准牛顿法结合通用全局优化算法对其进行逼近计算，每次掩星事件重叠时间段均调用曲线拟合算法迭代，直到满足迭代结束条件。
59.所述迭代结束条件为：
60.判定系数(determination coef.)大于0.996
61.相关系数(correlation coef.)大于0.998
62.确定系数(r-suqare)大于0.996
63.步骤(5)中还包括：所述载波频率采用线性插值算法进行置入，在指定相干积分时间到达后，根据i/q路积分结果进行载波相位恢复，得到最终真实载波频率和载波相位。
64.为使本发明的目的和技术方案更加清晰，下面结合附图和实施例对本发明提出的一种微小型gnss掩星探测仪开环预测参数修正系统进行详细说明。
65.本发明所述开环参数修正系统整体结构图如图1所示，利用gnss掩星探测仪自带的定位天线接收信号，获取gnss卫星星历或历书信息，解算gnss卫星的速度、位置和时间信息，利用上述信息进行探测仪实时定位，计算所述gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息；基于所述gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息，计算gnss卫星仰角(elev)、方位角(azm)、相对方位角(r
azm
)以及切点高度(t
ph
)，将其与表格1中掩星预测条件对比，从而确定掩星事件类型(开环/闭环，上升/下降)，其中各阈值范围可通过上注指令进行适应性修改。
66.表格1掩星范围判断表
[0067][0068]
在确定掩星事件后，即可将各个掩星事件置入掩星跟踪通道进行跟踪。在接收机在轨运行初期，由于观测数据样本较少，此时修正系统误差较大，故首先将开环结束条件调升至100km，加长开环与闭环重叠时间，有利于参数修正过程中数更好收敛。
[0069]
对于闭环掩星事件，调用捕获引擎对其进行捕获，获得初始载波信息与伪码信息，并将载波信息换算为载波nco：
[0070]
car
nco
＝(if
gnss
+if
dop
)/carnco
res
[0071]
其中if
gnss
是该gnss信号下变频后标准中频频率，单位hz；if
dop
为捕获引擎测得多普勒偏移频率，单位hz；carnco
res
为载波nco分辨率。并将捕获结果中码相位信息转换为码nco以及码初始相位写入闭环跟踪通道的载波发生器和伪码发生器中，并通过i/q路鉴相器进行闭环反馈调节，使能量集中到i路，实现稳定跟踪。
[0072]
对于开环掩星事件，采用预测模型对载波频率和伪码相位进行预测，每次预设积分时间10ms到达时将开环载波频率与伪码相位置入开环环路中，其中载波频率使用秒内线性插值方式进行预测，伪码相位根据大气模型和开环参数修正系统所计算出伪距解算获得。
[0073]
如图3所示，当单个掩星事件开环跟踪与闭环跟踪处于重叠时间段时，即可进行开环参数修正拟合。首先从闭环环路中提取该卫星测量无偏伪距pd
cl
，并计算此时刻大气模型预测伪距pd
ol
，从该卫星存储信息中获取该卫星仰角(elev)、相对方位角(r
azm
)和切点高度(t
ph
)，如图2，从闭环环路中获取上述参数后，将其附加到开环环路中，在修正开环伪距模块中对伪距偏差进行拟合，将拟合后的伪码相位与伪码nco送入伪码发生器中，实现开环预测伪距修正，并将拟合后的参数方程存储，评估其判定系数、相关系数与确定系数，如三个系数中有一个不满足预设阈值条件，则拟合系统一直运行，如满足，则停止拟合。
[0074]
为了使上述参数修正系统快速运行，可在掩星探测仪正式发射前，利用地面测试数据中pd
cl
与pd
ol
的差值pd
err
以及卫星参数信息进行曲线预拟合，一种拟合曲线设置方程式可为：
[0075][0076]
其中p1～p
11
均为拟合时确定参数项，在多次迭代拟合后，参数将趋于定值。
[0077]
将拟合后的伪距、卫星信息、拟合参数以及掩星探测数据缓存，打包并传输到地面接收站，用于后续地面反演计算以及后续拟合效果验证评估。
[0078]
运用上述方式进行开环伪距修正，可很好的将开环预测伪距逼近到真实伪距，有效提升了开环探测成功率，提升探测仪工作性能。且本发明内容无需对传统接收机硬件进行修改，更加有利于微小型接收机的快速设计、布局。
[0079]
需要说明的是，以上实施实例仅为本发明提供的一种获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数方法和系统的优选实施方案，该优选实施方案并不是用来限定本发明保护的范围。本发明所公开的所有算法及其相应的系统设计均能够进行各种组合截取或代之以具有相同或类似目的和效果的特征。应指出的是，对本技术领域的普通技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下，还可以进行各种改进和变化，例如增加、删减、替换或者合并某些步骤或功能单元/模块，而这些改进和变化也在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，包括以下步骤：步骤1)在闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段，通过闭环掩星跟踪通道收集掩星事件的无偏伪距；步骤2)基于gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息以及cira86-q大气模型来估算所述开环掩星跟踪通道的预测载波频率与预测伪距；步骤3)在所述开环掩星跟踪通道中，利用修正开环伪距模块，以所述gnss卫星的仰角、相对方位角和切点高度为输入，以所述无偏伪距与所述预测伪距之间的伪距偏差为目标，调用曲线拟合算法对所述伪距偏差进行曲线拟合，直到满足迭代结束条件，获得拟合后的伪码相位与伪码载波频率控制字，并传送入开环掩星跟踪通道的伪码发生器中，以修正所述预测伪距。2.根据权利要求1所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过闭环掩星跟踪通道在闭环掩星跟踪阶段，跟踪掩星事件，以获得闭环掩星数据；所述开环掩星跟踪通道在开环掩星跟踪阶段，基于修正后的预测伪距和步骤2)中计算所得开环模型载波频率，跟踪掩星事件，并获得开环掩星数据。3.根据权利要求2所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述闭环掩星数据与所述开环掩星数据进行缓存和打包处理后，传输到地面接收设备。4.根据权利要求1所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，其特征在于，所述方法还包括预处理步骤：基于gnss掩星探测仪接收的gnss卫星星历或历书信息，获取gnss卫星的速度、位置和时间信息，并计算所述gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息；基于所述gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息，计算所述gnss卫星的星仰角、方位角、相对方位角和切点高度，以确定当前掩星事件类型，其中，所述掩星事件类型包括：上升闭环掩星事件、上升开环掩星事件、下降闭环掩星事件和下降开环掩星事件。5.根据权利要求1所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：步骤3-1)以所述无偏伪距与所述预测伪距之间的差值作为伪距偏差pd
err
；步骤3-2)利用所述gnss卫星的仰角、相对方位角和切点高度对所述伪距偏差进行初步曲线拟合，以获得若干参数项：其中，elev为所述gnss卫星的仰角，t
ph
为所述gnss卫星的切点高度，r
azm
为所述gnss卫星的方位角，p1～p
11
分别为参数项；步骤3-3)将多次掩星事件所收集的elev、t
ph
、r
azm
带入上述公式进行迭代，通过全局最优化算法进行求解，直至求出结果评估达到迭代条件后，停止迭代，以使所述若干参数项p1～p
11
趋于定值；在参数项趋于稳定后，在开环掩星事件发生过程中直接利用该参数项p1～p
11
与当前时刻elev、t
ph
、r
azm
代入上述公式求得伪距偏差pd
err
，将该差值补偿到开环模型伪
距中，从而实现开环模型伪距修正；所述迭代条件为：判定系数大于0.996、相关系数大于0.998且确定系数大于0.996。6.根据权利要求1所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，其特征在于，所述闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段为所述开环掩星跟踪通道与所述闭环掩星跟踪通道同时开启的阶段；其中，所述开环掩星跟踪通道在gnss卫星的切点高度为n时开启，n存储在所述开环掩星跟踪通道的非易失性存储空间，所述闭环掩星跟踪通道在gnss卫星的切点高度为m时关闭，m存储在所述闭环掩星跟踪通道的的非易失性存储空间；n和m的取值均可进行在轨修改，以增长或减短所述重叠阶段。7.根据权利要求1所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述步骤1)之前提升所述开环掩星跟踪通道的开启高度，以增长闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段，以使所述曲线拟合快速收敛；步骤3)之前降低所述开环掩星跟踪通道的开启高度，使所述闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段缩小到闭环跟踪所得真实伪距与开环预测模型伪距差值的曲率变化最大区间，以提高曲线拟合的精确度。8.一种基于权利要求1至7任一所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的方法的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的系统，包括：闭环掩星跟踪通道和开环掩星跟踪通道，其特征在于，所述系统还包括：预测模块和修正开环伪距模块；其中，所述闭环掩星跟踪通道，用于在闭环掩星跟踪阶段跟踪掩星事件，以获得闭环掩星数据；用于在闭环掩星跟踪与开环掩星跟踪重叠阶段，收集掩星事件的无偏伪距；所述预测模块，基于gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息以及cira86-q大气模型来估算所述开环掩星跟踪通道的预测载波频率与预测伪距；所述修正开环伪距模块，用于以所述gnss卫星的仰角、相对方位角和切点高度为输入，以所述无偏伪距与所述预测伪距之间的伪距偏差为目标，调用曲线拟合算法对所述伪距偏差进行曲线拟合，直到满足迭代结束条件，获得拟合后的伪码相位与伪码载波频率控制字，并传送入开环掩星跟踪通道的伪码发生器中，以修正所述预测伪距；所述开环掩星跟踪通道，用于在开环掩星跟踪阶段，基于修正后的预测伪距和载波频率，跟踪掩星事件，并获得开环掩星数据。9.根据权利要求8所述的获取微小型gnss掩星探测仪开环预测参数的系统，所述系统还包括：预处理模块；其中，所述预处理模块，用于基于gnss掩星探测仪接收的gnss卫星星历或历书信息，获取gnss卫星的速度、位置和时间信息，并计算所述gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息；用于基于所述gnss卫星的速度、位置和时间信息以及gnss掩星探测仪的速度、位置和时间信息，计算所述gnss卫星的星仰角、方位角、相对方位角和切点高度，以确定当前掩星事件类型，其中，所述掩星事件类型包括：上升闭环掩星事件、上升开环掩星事件、下降闭环掩星事件和下降开环掩星事件。
技术总结本发明提出一种获取微小型GNSS掩星探测仪开环预测参数的方法及系统，利用同一掩星事件存在闭环跟踪与开环跟踪重叠时间段，利用该时间段内闭环掩星跟踪结果对开环预测参数进行拟合修正，提高开环事件预测参数精度，提高开环跟踪成功率，最终提升掩星事件反演精度。本发明复杂度低，资源消耗小，相对传统接收机无需硬件改动。无需硬件改动。无需硬件改动。
技术研发人员：王卓焱 王先毅 孙越强 杜起飞 白伟华 刘黎军 蔡跃荣 王冬伟 仇通胜 孟祥广 夏俊明 李伟 吴春俊 刘成 李福 乔颢 柳聪亮 程双双 曹光伟 胡鹏 尹聪 张璐璐 张浩 黄飞雄 谭广远
受保护的技术使用者：中国科学院国家空间科学中心
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/11/1
