北斗三类卫星精密星历内插方法分析比较

全球连续监测评估(iGMAS)分析中心能够提供GPS/BDS/GLONASS三系统卫星精密星历、精密钟差、电离层与对流层等产品,在使用北斗卫星进行高精度定位过程中必须对北斗精密星历进行内插。由于我国北斗卫星导航系统(BDS)包含不同轨道的卫星,因此,本文选取iGMAS分析中心精密星历,采用拉格朗日多项式内插和切比雪夫多项式拟合两种方法分别进行北斗GEO/IGSO/MEO三类卫星三维坐标内插实验,分析两种插值方法对不同轨道卫星插值误差与多项式的阶数之间的关系。计算结果表明,两种算法适合北斗不同轨道卫星内插,并且不同轨道卫星达到最佳插值精度所取的阶数不同。

两种北斗卫星精密星历外推方法的精度分析

国际全球卫星导航系统服务(IGS)中心只提供当天00:00:00—23:45:00的精密星历数据,若要获取当天完整的星历数据,往往采用坐标外推的方法得到23:45:00—24:00:00时段的星历数据。本文采用三角函数插值法和广义延拓逼近法对一段时间不同类型和不同时间间隔的北斗卫星精密星历轨道坐标进行外推。结果表明,GEO卫星精密星历轨道坐标外推精度优于IGSO卫星和MEO卫星;两种外推方法对于5 min时间间隔精密星历外推精度明显高于15 min时间间隔精密星历,且三角函数插值法外推精度优于广义延拓逼近法1~2个数量级。因此,在对北斗卫星精密星历进行轨道坐标外推时,可以优先采用精度更高的三角函数插值法和使用5 min时间间隔的星历数据进行外推计算。

北斗卫星定轨中的常用光压模型比较

利用北斗精密星历作为伪观测值拟合了伯尔尼(BERN)光压模型和球光压模型的光压参数,并利用所求参数分别进行了轨道外推。通过分析轨道拟合和外推精度得到如下结论:在1 d的弧段上,BERN模型对于3类卫星GEO,IGSO和MEO的拟合精度相当且精度优于10 cm;球模型对于GEO和IGSO的轨道拟合精度相当且精度优于50 cm,明显低于其对MEO的拟合精度;对于GEO和MEO以及IGSO卫星6号星,利用BERN模型得到的外推轨道比利用球模型得到的外推轨道精度高;但对于8号,9号及10号IGSO卫星而言,利用球模型得到的外推轨道比利用BERN模型得到的外推轨道精度高。