双线程滑动窗口多系统GNSS超快精密定轨实现及评估

全球导航卫星系统(GNSS)超快精密定轨为GNSS实时应用提供了高精度空间基准。基于天地协同定位、导航与授时(PNT)网络服务中心实现了四系统GNSS卫星超快精密定轨,并对定轨结果进行精度评价。介绍了天地协同PNT网络的概念内涵以及网络服务中心部署的超快精密定轨软件架构和详细功能,并针对实时应用需求提出了一种双线程滑动窗口超快精密定轨策略。最后利用重叠弧段比较、与外部轨道产品比较以及卫星激光测距(SLR)检核3种方式对定轨结果进行了精度评价。结果表明,与武汉大学分析中心的最终事后精密轨道产品相比,四系统GNSS MEO卫星预报6 h弧段的径向均方根(RMS)误差整体在2~5 cm水平,BDS2 IGSO卫星最小一维RMS误差在10~15 cm水平;GPS和Galileo卫星的SLR检核残差均值在1~3 cm水平,标准差在3~6 cm水平,能够满足后续厘米级实时应用对空间基准的精度需求。

基于WUM精密钟差产品的BDS-3星载原子钟性能评估

导航卫星星载原子钟的在轨性能直接影响导航系统定位、导航与授时(Position, Navigation and Timing, PNT)服务的精度和稳定性。基于武汉大学MGEX分析中心发布的精密卫星钟差产品,对BDS-3卫星星载原子钟的频率稳定性、钟差预报精度和钟速变化特征开展了分析评估。对GPS III和Galileo FOC卫星的星载原子钟性能开展分析,并与BDS-3的星载原子钟性能进行了对比。结果表明,BDS-3 PHM的平均天稳定度为4.62×10-15, 7 d钟差预报精度为2.3 ns, 10 d钟率变化为1.79×10-14s/s,其长期性能优于GPS III和Galileo FOC星载原子钟。值得指出的是,BDS-3 C19 RAFS的在轨性能远优于其他BDS-3 RAFS。

天象一号低轨导航增强系统研究与在轨试验验证

如何实现GNSS全球瞬时高精度服务一直是GNSS领域的迫切需求和研究热点。采用低轨导航增强技术体制,利用低轨卫星运动几何变化快的特点,解决GNSS精密单点定位快速收敛问题和性能提升问题,是GNSS高精度定位服务未来发展的重要方向。从全球瞬时高精度服务内涵出发,阐述了天象一号低轨导航增强试验系统的技术体制,包括系统工作模式、兼容互操作与通导一体化信号体制,以及实时自主定轨、快速高精度定位、完好性监测服务等。仿真试验和在轨试验表明基于低轨增强可在1min左右实现厘米级的高精度定位性能。

利用仿真数据考察SLR微米级时延模型对PPN参数解算精度的影响

介绍了在广义相对论框架下建立的微米级卫星激光测距时延模型。为考察新模型对于参数化后牛顿系数β和γ解算精度的影响，将该模型用于定轨软件Utopia对Ajisai，Lageos1，Lageos2，Etalon1四颗卫星的模拟观测资料进行批处理，并假设大气、固体潮等观测模型的效应以及动力学模型的误差已精确扣除。结果表明，在当前的仿真条件下采用微米级时延模型解算的参数化后牛顿系数解算精度比采用现有的标准时延模型的解算精度高2个量级。

“竖法”课

周末,天空灰蒙蒙一片,我却心情大好,因为终于盼到了最爱的书法课。来到书法教室,我站在桌旁,拿出笔、墨、纸、砚,打开墨水瓶,往砚台上倒了一点点墨一一新的课程正式开始了。老师说,今天我们要学习两个竖画:垂露竖与悬针竖,这兄弟俩相似度达到了惊人的99%!让我们掌声欢迎这兄弟俩。“大哥”垂露竖登场了。只见老师先斜向写出一条切线,为他戴上一顶“小帽子”,帽子戴好后,再向左下写一笔。

基于星载GNSS数据的低轨卫星精密定轨

本文介绍了基于星载GNSS观测数据的低轨卫星精密定轨和轨道精度评估方法,并基于GRACE卫星的实测数据开展定轨试验。分析结果表明,基于星载GNSS的动力学定轨可获取厘米级的卫星轨道,为未来低轨星座的精密轨道确定提供参考。

Galileo精密单点定位模糊度固定模式下定位性能评估

模糊度固定是提升精密单点定位精度和快速收敛的主要因素之一,相位偏差、硬件延迟与模糊度参数无法正确分离是导致模糊度非整数特性的主要原因。采用德国地学研究中心(GFZ)公开发布的包含相位偏差的整数钟产品GBM,并基于全球分布的5个MGEX连续跟踪站年积日290~296的观测数据,对比分析单伽利略卫星导航系统(Galileo)精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)在固定解模式和浮点解模式下的定位精度和模糊度固定率。实验结果表明,模糊度固定模式下的定位精度,5个测站E方向提升都在83%以上,N方向提升在55%以上,U方向除了MATG测站,其他在65%以上,模糊度固定率方面,除了MATG站以外都优于60%。

地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨

下一代导航系统拟纳入低轨卫星(LEO)作为增强和备份。研究了地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨(POD)理论与方法,基于实测国际地面站(IGS)和低轨卫星星载GNSS数据,通过建立高精度动力学模型和观测模型,根据全球测站和区域测站两种情况进行了导航星与低轨星的联合精密定轨试验。结果表明,联合定轨可同时获得导航星和低轨星厘米级的定轨精度。低轨星作为高动态天基测站,对导航星定轨精度的提升程度可达20%~90%。

导航卫星太阳辐射压模型研究进展

由于难以精确模制,太阳辐射压摄动已经成为导航卫星精密定轨的主要误差源。因此,为了提高导航卫星的定轨精度,必须对太阳辐射压进行精确建模。随着我国北斗卫星导航系统的稳定运行,开发适用于北斗卫星的太阳辐射压模型已经成为一个研究热点。通过回顾国内外近几十年的太阳辐射压模型研究成果,详细介绍了几种常用的太阳辐射压模型,对其建模原理以及模型的优缺点进行了分析,并介绍了北斗卫星太阳辐射压建模的研究现状,为我国北斗卫星导航系统的太阳辐射压建模提供借鉴。