CN110376621B - 一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位方法及装置，该方法包括：获取北斗三号卫星播发的原始观测数据以及播发的B2b信号中携带的多种改正数；利用多个历史播发时刻的轨道、钟差改正数分别计算出当前时刻的轨道、钟差改正数；根据广播星历和当前时刻的轨道、钟差改正数分别确定当前时刻的卫星精密轨道和卫星精密钟差；根据码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正；根据卫星精密轨道、卫星精密钟差和修正后的伪距观测值确定待定位设备在当前时刻的位置。本申请利用多个历史播发时刻的改正数据来确定当前时刻的轨道、钟差改正数，削弱因当前时刻与播发时刻不匹配对精密轨道和精密钟差造成的影响，实现高精度的实时精密定位。

Description

一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位方法及装置
技术领域
本申请涉及导航定位技术领域，具体而言，涉及一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位方法及装置。
背景技术
随着全球卫星导航***(Global Navigation Satellite System，GNSS)在实时位置服务、灾害预警、变形监测等领域的应用，用户逐渐提出了分米级、厘米级的高精度实时定位需求。目前，国内的北斗三号卫星导航***能够通过地球静止轨道(GeostationaryEarth Orbit，GEO)卫星播发B2b信号，向用户提供实时改正数据，以提高定位结果的精度。GEO卫星按照一定的时间间隔播发卫星轨道改正数、钟差改正数、码间偏差修正数等，但受播发时间间隔影响，若用户直接采用B2b信号的改正数据，势必由于当前定位时刻与改正数据所对应的播发时刻不匹配的问题，导致北斗卫星轨道误差和钟差误差，影响实时定位精度。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位方法及装置，用以减小北斗三号卫星的轨道误差和钟差误差，提高实时定位精度。
为实现上述目的，本申请实施例提供以下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位方法，包括：获取北斗三号卫星播发的针对待定位设备的原始观测数据以及播发的B2b信号中携带的改正数据，所述原始观测数据包括广播星历以及不同频率的伪距观测值和载波相位观测值，所述改正数据包括与播发时刻对应的轨道改正数、钟差改正数和码间偏差改正数；利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数，以及利用多个历史播发时刻的钟差改正数计算出当前时刻的钟差改正数；根据所述广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道，以及根据所述广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差；根据所述码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值；根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述修正后的伪距观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置。
上述技术方案利用多个历史播发时刻的轨道改正数和钟差改正数能够计算得到在当前时刻的轨道改正数和钟差改正数，削弱因时刻不匹配对卫星精密轨道和精密钟差的影响，提高北斗卫星精密轨道和精密钟差的精度水平，同时，基于获取的改正数据对原始观测数据进行了码间偏差修正，提高了原始观测数据的精度。而且，由于上述获取的数据均是由卫星进行播发，不需要依赖于基准站网及位置服务平台等外部设施，成本较低，且应用场景广泛。
在一种可能的实施方式中，利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数，包括：利用多个历史播发时刻的轨道改正数分别在径向、切向和法向方向上建立多次多项式方程组；利用最小二乘法拟合得到每一方向对应的多次多项式方程组中待定的多个多项式系数；根据所述多个多项式系数分别确定当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数。
经研究发现，轨道改正数在径向、切向和法向三个方向上的分量在短时间内符合多项式特性，因此可以利用多个历史播发时刻的轨道改正数，采用多次多项式拟合的方法，求解得到当前时刻或者任意时刻分别在径向、切向和法向的卫星轨道改正数，进而解决当前定位时刻与轨道改正数所对应的播发时刻不匹配的问题。
在一种可能的实施方式中，在径向、切向和法向方向上建立的多次多项式方程组分别为：
Figure BDA0002168099760000031
Figure BDA0002168099760000032
Figure BDA0002168099760000033
其中，
Figure BDA0002168099760000034
分别为第n个历史播发时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数，a1、b1、c1、d1、e1、f1为在径向方向上待定的多个多项式系数，a2、b2、c2、d2、e2、f2为在切向方向上待定的多个多项式系数，a3、b3、c3、d3、e3、f3为在法向方向上待定的多个多项式系数，tn表示第n个历史播发时刻，L表示所述多个历史播发时刻的数量。
在一种可能的实施方式中，根据所述广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道，包括：根据所述广播星历，基于开普勒方程确定当前时刻地心坐标系下的卫星位置M和卫星速度V；根据所述卫星位置和所述卫星速度，得到当前时刻地心坐标系的轨道改正数δ：
Figure BDA0002168099760000035
其中，δr、δa、δc分别为当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数；
根据当前时刻地心坐标系的轨道改正数，确定当前时刻的卫星精密轨道S＝M+δ。
上述方案利用当前时刻的轨道改正数可以精确获得卫星的精密轨道，从而能够为用户的导航定位提供高精度的空间基准。
在一种可能的实施方式中，根据所述广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差，包括：根据所述广播星历，计算当前时刻的卫星钟差t'：t'＝k0+k1(t-toe)+k2(t-toe)2；其中，k0、k1和k2分别为广播星历中的钟差、钟速和钟漂，toe为所述广播星历的播发时刻，t为当前时刻；根据当前时刻的钟差改正数δt确定当前时刻的卫星精密钟差ts＝t'+δt/c，其中，c为光速。
高精度的时间测量是得到高精度定位的一个重要因素，上述方案利用当前时刻的钟差改正数对卫星精密钟差进行精确计算，使得到的卫星精密钟差能够满足实时精密单点定位的精度需要，从而提高定位结果的精度。
在一种可能的实施方式中，根据所述码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值，包括：根据所述码间偏差改正数，通过如下公式计算不同频率的修正后的伪距观测值：
Figure BDA0002168099760000041
其中，P'B1C和P'B2a分别为不同频率的修正后的伪距观测值，PB1C和PB2a分别为不同频率的伪距观测值，DCBB1C和DCBB2a分别为对应于不同频率的码间偏差改正数。
在一种可能的实施方式中，根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述修正后的伪距观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置，包括：
根据所述修正后的伪距观测值，得到如下的组合观测值：
Figure BDA0002168099760000042
其中，P为修正后的双频无电离层组合伪距值，l为双频无电离层组合载波相位值，fB1C和fB2a为信号频率，lB1C和lB2a为不同频率的载波相位观测值；
根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述组合观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置。
第二方面，本申请实施例提供一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位装置，包括：获取模块，用于获取北斗三号卫星播发的针对待定位设备的原始观测数据以及播发的B2b信号中携带的改正数据，所述原始观测数据包括广播星历以及不同频率的伪距观测值和载波相位观测值，所述改正数据包括与播发时刻对应的轨道改正数、钟差改正数和码间偏差改正数；改正模块，用于利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数，以及利用多个历史播发时刻的钟差改正数计算出当前时刻的钟差改正数；根据所述广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道，以及根据所述广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差；根据所述码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值；定位模块，用于根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述修正后的伪距观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置。
第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质上存储有程序，所述程序被处理器运行时执行如第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的卫星定位方法的流程图；
图2为本申请实施例的卫星定位方法中步骤102的流程图；
图3为本申请实施例提供的卫星定位装置的示意图；
图4为本申请实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
北斗卫星导航***分为北斗一号、北斗二号和北斗三号三个建设发展阶段，本申请实施例以北斗三号为例，介绍本申请提供的卫星定位方法，应理解，该方法也可以应用于北斗卫星导航***的其他卫星或者是其他卫星导航***之中。请参照图1，该方法包括如下步骤：
步骤101：获取针对待定位设备的原始观测数据和卫星播发的改正数据。
原始观测数据包括北斗三号卫星播发的广播星历以及包括由B1C信号和B2a信号携带的两个不同频率的伪距观测值和载波相位观测值。其中，B1C信号和B2a信号为北斗卫星导航***空间星座和用户终端之间的公开服务信号，B1C信号和B2a信号具有不同的载波频率。改正数据由地球静止轨道(GEO)卫星播发的B2b信号所携带，包括轨道改正数、钟差改正数以及码间偏差改正数。B2b信号的部分参数可以参见RINEX Version 3.04国际协议。
在获得原始观测数据之后，还可以分别对伪距观测值和载波相位观测值进行数据预处理，主要包括周跳探测、标定以及野值剔除等。
步骤102：利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数。
轨道改正数在径向、切向和法向三个方向上的分量在短时间内符合多项式特性，因此可以利用多个历史播发时刻的轨道改正数，采用多次多项式拟合的方法，求解当前时刻或者任意时刻分别在径向、切向和法向的卫星轨道改正数。
请参照图2，求解当前时刻的轨道改正数的步骤如下：
步骤201：利用多个历史播发时刻的轨道改正数分别在径向、切向和法向方向上建立多次多项式方程组。
在B2b信号的改正数据中，某一播发时刻单颗卫星的轨道改正数的向量为δ(O)，其在径向、切向、法向三个方向的分量分别为δr、δa、δc，向量关系满足δ(O)＝(δr,δa,δc)。
以径向的轨道改正数δr为例，根据多个历史播发时刻的数据建立多次多项式方程组：
Figure BDA0002168099760000071
其中，n＝1,2,3,…,L；
Figure BDA0002168099760000072
为在该多个历史播发时刻中的第n个历史播发时刻在径向方向的轨道改正数，L表示所利用的多个历史播发时刻的数量。例如，可以利用在当前时刻前获得的6个轨道改正数信息，在径向方向上建立上述方程组，得到如下方程：
Figure BDA0002168099760000073
其中，
Figure BDA0002168099760000074
分别表示第1个、第2个、…、第6个在径向方向上的轨道改正数，a1、b1、c1、d1、e1、f1为在径向方向上待定的多个多项式系数。
同理，在切向和法向方向上的多次多项式方程组与径向方向类似，分别为：
Figure BDA0002168099760000081
Figure BDA0002168099760000082
其中，
Figure BDA0002168099760000083
分别为在该多个历史播发时刻中的第n个历史播发时刻在切向和法向方向上的轨道改正数，a2、b2、c2、d2、e2、f2为在切向方向上待定的多个多项式系数，a3、b3、c3、d3、e3、f3为在法向方向上待定的多个多项式系数，tn表示第n个历史播发时刻。
示例性的，多个历史播发时刻的轨道改正数可以是在当前时刻以前接收到的前L个轨道改正数，也可以是从当前时刻以前的一段历史数据中随机或者按照一定规律提取的L个轨道改正数，但需要注意，所提取的历史数据的播发时刻需距离当前定位时刻比较接近，使得到的多个轨道改正数能够符合上述多项式特性。
步骤202：利用最小二乘法拟合得到每一方向对应的多次多项式方程组中待定的多个多项式系数。
步骤203：根据多个多项式系数分别确定当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数。
比如，在径向方向建立的多次多项式方程组的状态矩阵为：
Figure BDA0002168099760000084
当n≥6时，利用最小二乘法可以简便地求得未知的多个多项式系数，从而得到当前时刻t在径向方向的轨道改正数为：δr＝a1t5+b1t4+c1t3+d1t2+e1t+f1。相同的，可以根据切向和法向方向上确定的多个多项式系数，求出当前时刻卫星切向和法向的轨道改正数δa、δc，其中，δa＝a2t+b2t+c2t+d2t+e2t+f2，且δc＝a3t+b3t+c3t+d3t+e3t+f3。依此类推，上述方案还可以求得不限于当前时刻的任意时刻的轨道改正数。
需要说明的是，本申请实施例提供的通过多项式拟合求得当前时刻轨道改正数的方程组可以不限于上述的5次多项式，实际使用时可以根据需求进行调整，采用4次多项式方程组或者6次多项式方程组均可以实现上述技术效果，因此本实施例对此不作限定。
步骤103：利用多个历史播发时刻的钟差改正数计算出当前时刻的钟差改正数。
钟差改正数在短时间内也具有多项式特性，其当前或任意时刻的钟差改正数的确定方法与轨道改正数方向分量的确定方法类似，因此同样采用上述多项式拟合方法，建立多次多项式方程组，其状态矩阵为：
Figure BDA0002168099760000091
其中，
Figure BDA0002168099760000092
为该多个历史播发时刻中的第n个历史播发时刻的钟差改正数，a4、b4、c4、d4、e4、f4为待定的多个多项式系数，tn为第n个历史播发时刻。
当n≥6时，利用最小二乘法求得该多个多项式系数，则当前或任意时刻卫星的钟差改正数确定为：δt＝a4t5+b4t4+c4t3+d4t2+e4t+f4。
需要指出的是，在该卫星定位方法中，步骤102和步骤103可以是同时执行的，或者也可以是按照一定顺序分别执行的，两个步骤之间的执行顺序可以是任意的，本实施例对此不作限定。
在步骤102之后，执行步骤104：根据广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道。
广播星历是描述卫星运动轨道的信息，包括一组对应某一时刻的轨道参数及其变率，因此通过广播星历可以计算出任意时刻的卫星位置及其速度，进而可以根据步骤102中计算得到的当前时刻的轨道改正数确定卫星精密轨道。首先，根据广播星历，基于开普勒方程确定当前时刻地心坐标系下的卫星位置和卫星速度，其计算求解方式可以参照现有技术。
然后，根据得到的卫星位置和卫星速度，得到当前时刻地心坐标系的轨道改正数δ：
Figure BDA0002168099760000101
其中，M为卫星位置的向量，V为卫星速度的向量，δr、δa、δc分别为步骤102获得的当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数。
最后，根据当前时刻地心坐标系下的轨道改正数，确定当前时刻的卫星精密轨道：S＝M+δ。
需要说明的是，卫星精密定轨的主要目的是精确确定卫星在轨位置，为用户的导航定位提供高精度的空间基准，而本实施例利用当前时刻的轨道改正数可以精确获得卫星的精密轨道，从而提高其精度水平，进而能够向用户提供更加准确、可靠的导航定位服务。
在步骤103之后，执行步骤105：根据广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差。
高精度的时间测量是得到高精度定位的一个重要因素，本实施例利用当前时刻的钟差改正数对卫星精密钟差进行精确计算，使得到的卫星精密钟差能够满足实时精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)的精度需要。具体的，首先，根据广播星历中携带的多个参数，计算当前时刻的卫星钟差t'：t'＝k0+k1(t-toe)+k2(t-toe)2；其中，k0、k1和k2分别为广播星历中的钟差、钟速和钟漂，toe为广播星历的播发时刻，t为当前时刻。
然后，根据当前时刻的卫星钟差t'和步骤103中计算得到的钟差改正数δt可以确定当前时刻的卫星精密钟差：ts＝t'+δt/c，其中，c为光速。
需要指出的是，附图中示出的步骤执行顺序仅是示例，实际上，步骤104与步骤105可以是并行或者是按照与附图相反的顺序执行，本实施例对此不作限定。
步骤106：根据码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值。
B1C信号和B2a信号的伪距观测值可以通过B2b信号中携带的码间偏差改正数进行修正，修正公式如下：
Figure BDA0002168099760000111
其中，P'B1C和P'B2a分别为B1C信号和B2a信号对应的修正后的伪距观测值，PB1C和PB2a分别为B1C和B2a信号的伪距观测值，DCBB1C和DCBB2a分别为B2b信号中携带的与B1C和B2a信号对应的码间偏差改正数。
步骤107：根据卫星精密轨道、卫星精密钟差和修正后的伪距观测值确定待定位设备在当前时刻的位置。
首先，根据修正后的伪距观测值，得到如下的组合观测值：
Figure BDA0002168099760000121
其中，P为修正后的双频无电离层组合伪距值，l为双频无电离层组合载波相位值，fB1C和fB2a为B1C和B2a信号的频率，lB1C和lB2a分别为B1C和B2a信号携带的载波相位观测值。
然后，根据卫星精密轨道、卫星精密钟差和上述组合观测值，利用PPP定位算法进行待定位设备的实时精密定位。具体的定位计算可以参照现有技术中已有的PPP定位算法进行实施。
例如，定位计算过程中，定位的最小二乘解可表示为：
Figure BDA0002168099760000122
其中，
Figure BDA0002168099760000123
L＝ρg-ρ+Δ-ts。
Figure BDA0002168099760000124
表示最小二乘估计的解；δx、δy、δz分别表示待定位设备在地心坐标系下x、y、z方向上的分量；δc·tr为待定位设备的接收机钟差；B为参数估计的状态矩阵，由待定位设备根据卫星广播星历和北斗三号卫星的原始观测数据计算获得；ρg是由修正后的双频无电离层组合伪距值以及双频无电离层组合载波相位值组成的矩阵；ρ为星地距离，根据卫星精密轨道和待定位设备位置计算得到；Δ表示对流层、地球自转、相对论等误差改正；ts为卫星精密钟差。最终，待定位设备根据求解得到的分量δx、δy、δz确定自身的精密坐标。
本申请实施例提供的卫星定位方法能够利用北斗三号的GEO卫星播发的B2b信号为用户提供高精度的实时定位，一方面，利用多个历史播发时刻的轨道改正数和钟差改正数，基于多项式拟合方法，可以确定当前定位时刻或者任意时刻的卫星轨道改正数和钟差改正数，削弱因时刻不匹配对卫星精密轨道和精密钟差的影响，提高北斗卫星精密轨道和精密钟差的精度水平，另一方面，还基于B2b信号携带的改正数据对原始观测数据进行了码间偏差修正，提高了原始观测数据的精度，该方法可在不依赖于基准站网及位置服务平台等外部设施的情况下，达到实时分米级乃至厘米级的定位精度，其成本低，可广泛应用于各种具有高精度位置服务需求的场景。而目前现有技术中存在的一些例如地基增强的定位技术，往往需要通过基准站网计算实时改正信息，高度依赖位置服务平台及基准站设施，并且覆盖范围具有一定的限制，定位目标必须处于通信信号覆盖的范围之内，当位于通信信号难以覆盖的高空、海洋、沙漠和山区则会形成大范围的定位盲区，使用成本高且应用场景有限，本实施例提供的定位方法能够有效解决上述问题。
需要说明的是，上述方案以北斗三号卫星导航***的B1C、B2a和B2b信号为例进行阐述，但不排除该技术方案还可用于北斗卫星导航***的其他卫星或者其他卫星导航***(如全球定位***(GPS)、格洛纳斯卫星导航***(GLONASS)、伽利略卫星导航***(GALILEO)等)的改正数信息的计算，并且还可以用于多***联合的实时精密定位，因此本实施例对于实际使用的卫星导航***不作限定。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种卫星定位装置，以上述北斗三号卫星导航***为例，请参照图3，该装置包括：
获取模块301，用于获取北斗三号卫星播发的针对待定位设备的原始观测数据以及播发的B2b信号中携带的改正数据，原始观测数据包括广播星历以及不同频率的伪距观测值和载波相位观测值，改正数据包括与播发时刻对应的轨道改正数、钟差改正数和码间偏差改正数；
改正模块302，用于利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数，以及利用多个历史播发时刻的钟差改正数计算出当前时刻的钟差改正数；根据广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道，以及根据广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差；根据码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值；
定位模块303，用于根据卫星精密轨道、卫星精密钟差和修正后的伪距观测值确定待定位设备在当前时刻的位置。
可选的，改正模块302具体用于：利用多个历史播发时刻的轨道改正数分别在径向、切向和法向方向上建立多次多项式方程组；利用最小二乘法拟合得到每一方向对应的多次多项式方程组中待定的多个多项式系数；根据多个多项式系数分别确定当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数。
其中，在径向、切向和法向方向上建立的多次多项式方程组分别为：
Figure BDA0002168099760000141
Figure BDA0002168099760000142
Figure BDA0002168099760000143
其中，
Figure BDA0002168099760000144
分别为第n个历史播发时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数，a1、b1、c1、d1、e1、f1为在径向方向上待定的多个多项式系数，a2、b2、c2、d2、e2、f2为在切向方向上待定的多个多项式系数，a3、b3、c3、d3、e3、f3为在法向方向上待定的多个多项式系数，tn表示第n个历史播发时刻，L表示多个历史播发时刻的数量。
可选的，改正模块302还具体用于：根据广播星历，基于开普勒方程确定当前时刻地心坐标系下的卫星位置M和卫星速度V；根据卫星位置和卫星速度，得到当前时刻地心坐标系的轨道改正数δ：
Figure BDA0002168099760000151
其中，δr、δa、δc分别为当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数；根据当前时刻地心坐标系的轨道改正数，确定当前时刻的卫星精密轨道S＝M+δ。
可选的，改正模块302还具体用于：根据广播星历，计算当前时刻的卫星钟差t'：t'＝k0+k1(t-toe)+k2(t-toe)2；其中，k0、k1和k2分别为广播星历中的钟差、钟速和钟漂，toe为广播星历的播发时刻，t为当前时刻；根据当前时刻的钟差改正数δt确定当前时刻的卫星精密钟差ts＝t'+δt/c，其中，c为光速。
可选的，改正模块302还具体用于：根据码间偏差改正数，通过如下公式计算不同频率的修正后的伪距观测值：
Figure BDA0002168099760000152
其中，P'B1C和P'B2a分别为不同频率的修正后的伪距观测值，PB1C和PB2a分别为不同频率的伪距观测值，DCBB1C和DCBB2a分别为对应于不同频率的码间偏差改正数。
可选的，定位模块303具体用于：根据修正后的伪距观测值，得到如下的组合观测值：
Figure BDA0002168099760000153
其中，P为修正后的双频无电离层组合伪距值，l为双频无电离层组合载波相位值，fB1C和fB2a为信号频率，lB1C和lB2a为不同频率的载波相位观测值；根据卫星精密轨道、卫星精密钟差和该组合观测值确定待定位设备在当前时刻的位置。
上述提供的卫星定位装置与前一方法实施例的基本原理及产生的技术效果相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的方法实施例中的相应内容，在此不做赘述。
本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质上存储有程序，当该程序被处理器运行时执行如本申请上述实施例提供的卫星定位方法的步骤。
请参阅图4，本实施例提供一种电子设备400，包括处理器401和存储器402，存储器402中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器401加载并执行以实现上述实施例提供的卫星定位方法。电子设备400还可以包括通信总线403，其中，处理器401和存储器402通过通信总线403完成相互间的通信。存储器402可以包括高速随机存取存储器(作为缓存)，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。通信总线403是连接所描述的元素的电路并且在这些元素之间实现传输。例如，处理器401通过通信总线403从其它元素接收到命令，解码接收到的命令，根据解码的命令执行计算或数据处理。
电子设备400可以为上述卫星定位方法中的待定位设备，该电子设备包括但不限于智能手机、平板电脑、个人电脑和服务器等。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位方法，其特征在于，包括：
获取北斗三号卫星播发的针对待定位设备的原始观测数据以及播发的B2b信号中携带的改正数据，所述原始观测数据包括广播星历以及不同频率的伪距观测值和载波相位观测值，所述改正数据包括与播发时刻对应的轨道改正数、钟差改正数和码间偏差改正数；
利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数，以及利用多个历史播发时刻的钟差改正数计算出当前时刻的钟差改正数；
根据所述广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道，以及根据所述广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差；
根据所述码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值；
根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述修正后的伪距观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置；
利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数，包括：
利用多个历史播发时刻的轨道改正数分别在径向、切向和法向方向上建立多次多项式方程组；
利用最小二乘法拟合得到每一方向对应的多次多项式方程组中待定的多个多项式系数；
根据所述多个多项式系数分别确定当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在径向、切向和法向方向上建立的多次多项式方程组分别为：
Figure FDA0002426299110000021
Figure FDA0002426299110000022
Figure FDA0002426299110000023
其中，
Figure FDA0002426299110000024
分别为第n个历史播发时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数，a1、b1、c1、d1、e1、f1为在径向方向上待定的多个多项式系数，a2、b2、c2、d2、e2、f2为在切向方向上待定的多个多项式系数，a3、b3、c3、d3、e3、f3为在法向方向上待定的多个多项式系数，tn表示第n个历史播发时刻，L表示所述多个历史播发时刻的数量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道，包括：
根据所述广播星历，基于开普勒方程确定当前时刻地心坐标系下的卫星位置M和卫星速度V；
根据所述卫星位置和所述卫星速度，得到当前时刻地心坐标系的轨道改正数δ：
Figure FDA0002426299110000025
其中，δr、δa、δc分别为当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数；
根据当前时刻地心坐标系的轨道改正数，确定当前时刻的卫星精密轨道S＝M+δ。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差，包括：
根据所述广播星历，计算当前时刻的卫星钟差t'：
t'＝k0+k1(t-toe)+k2(t-toe)2；
其中，k0、k1和k2分别为广播星历中的钟差、钟速和钟漂，toe为所述广播星历的播发时刻，t为当前时刻；
根据当前时刻的钟差改正数δt确定当前时刻的卫星精密钟差ts＝t'+δt/c，其中，c为光速。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值，包括：
根据所述码间偏差改正数，通过如下公式计算不同频率的修正后的伪距观测值：
Figure FDA0002426299110000031
其中，P′B1C和P′B2a分别为不同频率的修正后的伪距观测值，PB1C和PB2a分别为不同频率的伪距观测值，DCBB1C和DCBB2a分别为对应于不同频率的码间偏差改正数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述修正后的伪距观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置，包括：
根据所述修正后的伪距观测值，得到如下的组合观测值：
Figure FDA0002426299110000032
其中，P为修正后的双频无电离层组合伪距值，l为双频无电离层组合载波相位值，fB1C和fB2a为信号频率，lB1C和lB2a为不同频率的载波相位观测值；
根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述组合观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置。
7.一种基于北斗三号B2b信号的卫星定位装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取北斗三号卫星播发的针对待定位设备的原始观测数据以及播发的B2b信号中携带的改正数据，所述原始观测数据包括广播星历以及不同频率的伪距观测值和载波相位观测值，所述改正数据包括与播发时刻对应的轨道改正数、钟差改正数和码间偏差改正数；
改正模块，用于利用多个历史播发时刻的轨道改正数计算出当前时刻的轨道改正数，以及利用多个历史播发时刻的钟差改正数计算出当前时刻的钟差改正数；根据所述广播星历和当前时刻的轨道改正数确定当前时刻的卫星精密轨道，以及根据所述广播星历和当前时刻的钟差改正数确定当前时刻的卫星精密钟差；根据所述码间偏差改正数对不同频率的伪距观测值进行修正，得到不同频率的修正后的伪距观测值；
定位模块，用于根据所述卫星精密轨道、所述卫星精密钟差和所述修正后的伪距观测值确定所述待定位设备在当前时刻的位置；
所述改正模块具体用于：利用多个历史播发时刻的轨道改正数分别在径向、切向和法向方向上建立多次多项式方程组；利用最小二乘法拟合得到每一方向对应的多次多项式方程组中待定的多个多项式系数；根据多个多项式系数分别确定当前时刻在径向、切向和法向方向上的轨道改正数。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有程序，所述程序被处理器运行时执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
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