A new interpolation method based on satellite physical character in using IGS precise ephemeris

Due to the deficiency of sliding Lagrange polynomial interpolation, the author proposes a new interpolation method, which considers the physical character of satellite movement in coordinate transformation and reasonable selection of interpolation function. Precision of the two methods is compared by a numerical example. The result shows that the new method is superior to the sliding Lagrange polynomial interpolation in interpolation and extrapolation, especially in extrapolation that is over short time spans.

不同IGS分析中心BDS-3实时精密轨道和钟差产品精度评估

以2022-11连续7 d的精密星历作为参考,对5家机构(CAS、CNES、GFZ、SHA和WHU)提供的BDS-3实时精密产品进行精度评估。结果表明,目前CAS可提供的BDS-3卫星实时精密产品数量最多,但MEO卫星钟差精度最低,超过0.4 ns;GFZ播发的IGSO卫星产品质量最差,径向轨道误差超过30 cm,钟差精度大于0.8 ns;WHU的产品数据质量最好,径向轨道误差优于4 cm,钟差精度约0.16 ns,但其可用卫星数仅19颗。在定位端,对各机构的实时精密产品进行双频无电离层动态实时PPP定位性能对比,结果显示,CNES、SHA、WHU实时产品定位精度处于同一水平,水平、高程方向总体定位误差约为0.2 m。综合考虑可用卫星数及实时产品数据质量,推荐实时PPP用户使用CNES或SHA实时产品。

基于长基线的BDS精密星历精度对比分析

为对比分析欧洲定轨中心(CODE)、德国地学研究中心(GFZ)与武汉大学(WHU)3种北斗卫星导航系统(BDS)精密星历精度及BDS地球静止轨道(GEO)卫星精度影响,本文选取亚洲和欧洲区域多模全球导航定位系统(GNSS)实验跟踪网(MGEX)测站,从基线结果可靠性、内符合精度、外符合精度3个方面对比分析。结果表明:3种精密星历BDS基线约束固定解NRMS值均小于0.3,说明基线结果精度可靠;BDS基线各分量固定误差均在1 cm以内,比例误差优于9×10^(-9)。亚洲区域,CODE内、外符合精度最高,以GPS基线结果为外部参考,基线平均3D误差为5.13cm;欧洲区域,三种精密星历精度一致,且BDS内符合精度优于GPS,基线平均3D误差为1.90cm左右。亚洲区域禁用BDS GEO卫星后,GFZ与WHU BDS基线水平与垂直分量内符合精度分别平均提高约26.3%、23.9%,外符合精度分别提高约39.1%、51.0%。BDS数据高精度处理时,根据区域选择精密星历并禁用GEO卫星。

由广播星历解算卫星位置、速度及精度分析

介绍由广播星历和精密星历解算卫星位置、速度的方法。给出了广播星历解算卫星速度的公式,推导了一种由仅包含卫星位置信息的现代精密星历内插卫星速度的方法,并利用精密星历对由广播星历计算的卫星位置、速度精度进行分析。结果表明,GPS广播星历解算的卫星位置误差小于2m,速度误差基本在0.1cm/s之内。

基于PANDA软件的实时精密单点定位研究

基于PANDA软件，研究了全球以及中国境内实施实时精密单点定位的模式及可行性。实际数据分析结果显示，采用IGS中心提供的超快速预报星历（Ultra—BRD），利用全球40个左右均匀分布的IGS站实时数据，PANDA软件实现了10～20cm精度的实时精密单点定位；国内仅需6～7个测站的实时观测数据，PANDA软件就可以提供全国范围精度为10～20cm的实时精密单点定位服务。

GPS卫星精密星历和钟差三种内插方法的比较

阐述了GPS精密星历和钟差滑动式内插方法,利用德国GFZ(Geo Forschungs Zentrum)数据中心提供的精密星历和钟差,分析和比较了两种滑动式多项式插值以及线性插值方法,并且探讨了线性插值的适用范围,得出了一些已有文献未论及的结论。

利用广播星历计算GPS卫星位置及误差分析

为了提高GPS卫星轨道计算的精确性和实时性,通过对GPS卫星的广播星历进行分析,利用从广播星历中获取的开普勒轨道参数和轨道摄动修正项,以2005年11月6日的R INEX格式的广播星历为例,通过编程,计算了07号卫星当天24 h的轨道位置坐标,并将其与当天的精密星历所提供的卫星轨道位置坐标进行对比,并对广播星历的轨道精度进行初步的讨论。结果表明,该方法确实提高了GPS卫星轨道位置坐标计算的精度。利用广播星历计算GPS卫星位置的误差主要是由于时间外推方法造成的。

GPS广播星历位置、速度和钟差精度分析

讨论了广播星历精度分析预处理的关键问题,统计了10 d卫星位置、速度和钟差误差。结果表明,卫星轨道各方向误差均小于2 m,卫星钟差均值和均方根均小于8 ns,卫星速度偏差小于0.5 m/s,空间测距误差小于2.5 m。相对于2006年的统计结果,精度有了一定程度的提高。

两种IGS精密星历插值方法的比较分析

考虑到GPS卫星的设计轨道具有明显的周期性,用三角函数多项式方法进行精密星历插值,并与经典的拉格朗日插值方法进行了比较。结果表明,无论是内插还是外推,三角函数多项式插值都比传统的朗格朗日插值精度高;并在分析精密星历误差对定位影响的基础上,指出利用三角函数多项式方法进行精密星历插值时,不需要将前一天和后一天的数据拼接在一起处理就能满足大部分定位要求。

GPS广播星历的轨道误差分析

分析了2002—2006年GPS广播星历轨道误差的变化情况,并对其影响因素进行了讨论。分析表明,由于L-AII计划的实施和其他工作,2006年GPS广播星历的轨道精度较2002年有了较大的提高。

卫星坐标的内插和拟合

卫星坐标的计算是GPS数据处理的一个基本步骤,影响着GPS数据处理的效率。本文对GPS数据处理中常用的拉格朗日内插和切比雪夫多项式拟合从原理上进行了阐述,并对广播星历卫星坐标计算和精密星历卫星坐标计算进行了分析比较,结合具体算例,得出了几点有意义的结论。

基于卫星轨道特征的低轨卫星星历参数拟合法

在分析低轨卫星轨道变化特征的基础上,考虑GPS广播星历参数的物理意义明确、生成速度快、精度高、参数少等特点,设计了一套适于低轨卫星在轨位置计算的星历参数,并对其算法进行了试算。同时对GPS广播星历15参数法与设计的25参数法进行了拟合对比,结果表明,同样条件下25参数法应用于低轨卫星轨道拟合时精度较高。

基于频谱分析的IGS精密星历卫星钟差精度分析研究

采用频谱分析法,对IGS精密星历中各卫星的钟差精度进行了分析,发现不同的卫星钟钟差存在精度差异;通过与卫星钟差的标称精度相比较,发现部分IGS精密星历钟差还存在量级偏差。

基于GPS非差观测值进行精密单点定位研究

介绍了精密单点定位所用的数学模型及解算方案 ,着重分析了基于GPS非差双频观测值进行精密单点定位的误差模型、数据质量控制方法、卫星钟差的估算和内插、数据和解的一致性及精密单点定位能达到的精度等问题 ,并和双差结果作了比较。结果表明 。

一种地球静止轨道卫星的快速恢复定轨方法

地球静止轨道(GEO)卫星频繁的轨道机动对高精度、实时不间断的导航服务需求提出新的更高要求,如何在短弧跟踪条件下提高GEO卫星轨道快速恢复能力,是提升导航系统服务精度的关键因素。针对该问题,提出基于9参数星历拟合的GEO卫星短弧运动学定轨方法,详细推导定轨的数学模型与偏导模型,针对GEO卫星星历参数拟合中的奇异问题,提出相应的解决方法和措施。利用COMPASS GEO卫星实测自发自收数据进行短弧定轨试验与分析,结果表明:①10 min短弧运动学定轨的位置精度优于19 m,速度精度为4 mm/s,速度精度明显优于MEO卫星;②预报5 min的位置精度为17.760 m,预报10 min的位置精度为18.168 m;③解决GEO卫星频繁轨控所带来的轨道快速恢复问题,满足短弧跟踪条件下RDSS的服务需求。

北斗卫星广播星历精度分析

讨论了BDS卫星广播星历精度分析方案,通过BDS卫星广播星历与IGS MGEX的GBM分析中心精密星历产品进行比较,统计分析连续一个月所有在轨健康BDS卫星的广播星历轨道及钟差的误差特性。结果表明:1)当前BDS卫星广播星历轨道误差的径向均方根误差在1m以内,GEO类型卫星的轨道切向、法向精度在8m以内,IGSO、MEO类型卫星的轨道切向、法向精度在4m以内;2)BDS卫星钟差误差与轨道类型没有关系,其精度在10ns左右;3)从空间信号测距误差(SISRE)角度分析,BDS卫星广播星历整体精度与BDS卫星轨道类型关系不明显,BDS卫星广播星历整体精度优于2m。

BDS区域卫星导航系统空间信号精度评估

针对BDS区域卫星导航系统的空间信号精度评估问题,分析利用精密星历进行空间信号评估的算法以及SISURE的投影原理,讨论BDS不同星座的参数选择。估计BDS各个卫星的空间信号精度,估算出SISURE综合误差的平均值为1.54m,与GPS的空间信号精度还存在一定差距。针对个别导航卫星某些分量误差偏大的情况进行分析,发现GEO卫星SISURE个别时段较差和轨道机动有一定关系,并明确了BDS实际的空间信号精度,可为BDS用户提供一定参考。

GPS广播星历误差及对定位结果的影响

分析了GPS广播星历的精度情况,探讨了广播星历对不同长度基线的精度的影响,给出了广播星历在相对定位中适用的基线长度范围,推导了轨道误差在实时单点定位情况下所产生的影响。

GPS卫星星历对测站及基线精度的影响

通过采用高精度的数据处理软件gamit/globk对观测数据的认真分析处理,对比广播星历与精密星历对测站LC相位残差的影响,认为在相同条件下同一测站相同时间的广播星历轨道误差比采用精密星历时要大1.5～27.2mm,这一差值与测站含有短基线数目及短基线的长度有一定的关系;同时通过采用双频差分技术处理数据后,对于长度在300km以内的基线,采用广播星历时的基线误差在5～8mm之间,采用精密星历时基线误差在3.2～6.8mm之间,基线误差互差在1.2～1.8mm之间。通过实例分析后认为基线长度在300km范围内广播星历与精密星历具有相当的解算效果。较前人[1～6]提出的100km适用基线长度大幅度提高,究其原因主要是选用了高精度的数据处理分析软件,同时采用了较高精度的初始坐标、合适的约束条件、观测数据有效组合和各项误差改正模型。

快速精密星历替代精密星历定位的初步研究

由于GPS精密定位所需的IGS精密星历要在两周以后才能得到,因而利用两天后即可得到的快速精密星历、12小时后得到的超快速精密星历代替精密星历是GPS应用于地震短临预测的一个重要条件。本文利用北京市全球定位综合应用服务系统中五个GPS连续观测站一年半的数据,分别用三种星历进行精密定位计算,得到了小规模网中快速精密星历一般可以代替精密星历进行精密定位计算的结果。