高性能原子钟钟差建模及其在精密单点定位中的应用

鉴于当前许多IGS跟踪站均配置有高性能原子钟的现状,本文首先采用修正Allan方差法分析了不同IGS跟踪站的接收机钟随机噪声的时域特性,进而评估了不同类型接收机的短期稳定度及钟差建模的可行性,然后利用IGS站配有氢原子钟的观测数据,在精密单点定位算法中,通过对钟差参数进行短时建模约束接收机钟差的随机变化,进而改进精密单点定位(PPP)的定位性能。试验结果表明钟差建模方法显著降低了高程分量参数、天顶对流层延迟参数与接收机钟差参数之间的相关性,GNSS高程分量的精度可提高50%。该方法对于提升PPP技术在地壳形变监测、低轨卫星定轨、水汽监测及预报等高精度GNSS地学领域的应用水平具有一定意义。

基于最小二乘频谱分析的GPS/GLONASS卫星钟差特性研究

基于IGS提供的精密卫星钟差,采用修正Allan方差分析了卫星原子钟的时频稳定性、噪声类型以及卫星钟差的周期性特性,并对各周期项的振幅进行了研究。结果表明:1)GPS的峰值很明显,GLONASS峰值不太明显,4个峰值对应的周期分别为卫星运行周期的1、1/2、1/3、1/4周;2)去除周期项之后的GPS钟差的修正Allan标准差有明显的变化,但GLONASS钟差的修正Allan标准差没有特别明显的变化,表明GPS卫星钟差中存在周期项,而GLONASS卫星钟差里的周期信号不明显,受周期性变化的影响很小;3)不同时间段的卫星振幅是随着时间变化的。

卫星钟差的仿真研究

目前常用的卫星钟差仿真模型中,没有考虑卫星钟差本身的随机噪声特性,或是只是简单地用白噪声代替。实际上,卫星钟的随机噪声主要由5种独立的随机噪声组成。不同种类卫星钟的噪声构成不同,同一种类卫星钟的噪声特征也不完全相同。本文使用修正Allan方差对实际钟差数据的频域稳定度进行评估。在此基础上,结合二次多项式钟差模型和5种随机噪声模型进行高逼真度的卫星钟差仿真。

GPS卫星钟差分析、建模及仿真

卫星钟差是卫星导航系统中的一项重要误差源,本文根据IGS观测数据分析GPS卫星铷钟和铯钟的噪声特性,并对星钟误差进行建模和仿真.首先采用修正Allan方差表征和分析了GPS卫星上不同种类原子钟随机噪声的时域特性;然后基于最小二乘分段拟合确定了卫星钟差确定性分量的时差、频差、线性频漂参数值;对于多项式拟合后的残差部分,利用随机噪声幂律谱模型建立了随机性分量误差模型;最后利用修正Allan方差反演的方法模拟产生了各噪声分量的独立随机序列并进行合成;对合成序列与原始数据进行了对比分析以验证本文所提出建模与仿真方法的正确性.