IGS超快速星历预推GPS卫星轨道精度分析

在GPS卫星星历中,除了GPS广播星历能被GPS用户实时获取进行实时定位和导航外,IGS超快速星历(IGU星历)有24 h的预推轨道也能被GPS用户实时得到,可以利用IGU星历的预推轨道进行实时定位和导航。文中对IGS发布的IGS超快速星历(IGU星历)预推轨道精度进行了分析。研究表明,随着IGU发布的频度提高,其预推轨道精度也进一步提高,对于每天发布4次的IGU星历,预推轨道的前6 h轨道精度在X、Y、Z方向分别为3.2 cm3、.4 cm、3.2 cm。

基于超快速星历的数值天气预报可行性研究

为实时获取高时空分辨率的大气水汽场,基于地基GPS遥感大气水汽原理,结合香港CORS网的实测数据进行处理,根据大气可降水量(PWV)解算过程中超快速星历预报部分的时间跨度不同,设计了3个方案,并比较了各方案中最终精密星历、超快速星历和探空资料解算得到的PWV序列。结果表明,利用超快速星历估计PWV与最终精密星历结果一致,其精度满足气象预报等实时业务的要求。

超快速星历的实测信息和预报信息反演大气可降水量的误差分析

在近实时观测水汽中,需要精确的卫星星历文件。为了确定IGU的实测星历和预报星历对PWV的误差影响,采用陆态网2016年GPS站点的观测数据和GAMIT软件,利用从IGS中心下载IGU的实测星历和预报星历分别反演PWV,并以精度最高的IGF为标准,确定二者对PWV的影响。结果表明:IGU的实测星历和预报星历的轨道误差为4.5 cm,造成PWV的误差约为0.09 mm,用两种方法反演的PWV在均方差上都小于0.3 mm,平均偏差不超过0.06 mm,相关系数达到99%,说明IGU的实测PWV和预报PWV在变化上有很好的一致性。以IGF为标准,最终星历和IGU实测星历的均方根误差约为0.327 mm,与IGU预报星历的均方根误差约为0.16 mm,使用实测星历比预报星历误差增大0.167 mm,差别不大,对PWV的结果影响较小,表明使用IGU的实测星历和预报星历可以满足近实时遥测水汽的需求。

基于超快速星历反演大气可降水量的精度分析

水汽是预报某些灾害性天气的重要依据,因此及时获得高分辨率的水汽产品对精准预报天气具有至关重要的意义.针对最终精密星历更新速度较慢、时延较长,无法满足实时反演大气可降水量的要求,提出一种利用超快速星历代替最终精密星历反演大气可降水量的方法:基于地基GNSS反演大气可降水量的原理,利用GAMIT软件,根据国际GNSS服务(IGS)网站提供的不同精度的星历产品获得大气可降水量,并与气象探空站所获得的大气可降水量对比分析.研究结果表明,利用超快速星历所获得的大气可将水量与最终精密星历一致,二者平均差值优于0.1mm,且与探空站测得的大气可降水量值非常一致,其精度可以满足天气预报的需求.

应用iGMAS超快速星历的实时精密单点定位研究

中国主导建设的国际GNSS监测评估系统(iGMAS)相比国际上比较成熟的IGS系统在产品精度等方面存在差别,目前实时精密单点定位应用多采用IGS实时、近实时产品。为改变这一现状,针对iGMAS产品特性以及实时精密单点定位对超快速精密星历的需求,对iGMAS超快速星历的精度和稳定性方面进行评估,设计了iGMAS产品实时/事后下载应用程序,开展了基于iGMAS超快速星历的实时精密单点定位研究,并结合NovAtel OEM617双频接收机进行了GPS实时精密单点定位试验。实验结果表明,在连续观测23 min后定位误差即可收敛到分米级,较接收机原始定位精度高一个量级,且稳定性好,最终在E/N/U方向定位误差均方根分别为7.2 cm、6.4 cm、15.2 cm,与应用IGS超快速星历实时PPP试验取得相近的结果。研究实现了iGMAS数据获取、评估和实时PPP应用的一整套方案,验证了iGMAS超快速产品的性能,对推进iGMAS产品的应用提供了借鉴。

基于IGS超快速星历的高精度实时GPS测量

IGS的几种星历产品中,精密星历精度虽然高,但不能实时获得,并且它是影响高精度实时测量应用的主要因素。讨论几种星历产品数值上的差异,在实际计算中使用超快预报星历替代精密星历,并比较它们基线解算结果和天顶延迟解算结果。结果证明:两种星历计算的基线差别非常小,因此,在高精度GPS数据处理中可以直接使用超快预报星历,得到高精度的实时坐标。同样可以应用在GPS气象中,用超快事后星历实现对流层实时监测。

基于不同快速星历的GAMIT解算精度分析

由于加米特/格洛布克(GAMIT/GLOBK)软件需要精密星历参与解算,使用延时12~18d的最终星历进行高精度数据处理,不能满足工程建设对于时效性的要求.基于10.71版本GAMIT软件,使用上海天文台、武汉大学、德国地学中心等分析中心发布的多种快速和超快速星历,对全球卫星导航系统(GNSS)控制网进行基线解算和坐标计算,并分别从归一化均方根(NRMS)值、基线精度和待定点坐标精度等方面进行精度分析。结果表明:采用快速星历和超快速星历进行基线解算,结果的NRMS值均优于0.2;快速和超快速星历的解算坐标和最终星历的解算坐标,在X、Y、Z三个方向上差值均不大,最大不超过1mm;国际GNSS服务(IGS)综合分析中心发布的快速星历和星历,相较于其他分析中心的星历产品精度更高,可靠性更好,可以代替最终星历进行解算。

基于超快速星历的GAMIT高精度基线解算研究

由于IGS最终星历需延时12 d才会在其中心发布,不能满足应急保障的需要,因此提出了使用超快速星历IGU进行GAMIT高精度基线解算的方法。分别采用IGS最终星历和IGU超快速星历对GPS控制网基线进行解算。结果表明,使用IGS最终星历和IGU超快速星历解算的中长基线坐标分量差值不超过2 mm,可满足特定情况下高精度快速解算基线的需求。

基于超快速星历进行实时反演大气水汽总量的可行性研究

从GPS气象学实际应用的角度出发,能够实时获取高时空分辨率的大气水汽场是一个十分关键的问题。基于地基GPS遥感水汽的原理,利用香港地区CORS网的实际测量数据进行试验,根据IGS网站提供的不同精度的轨道信息设计了试验方案,并且比较了方案中最终精密星历、超快速星历以及气象探空站探测得到的大气可降水量序列。实验结果表明,利用超快速星历反演算出的大气水汽总量与最终精密星历一致,其精度可以满足气象预报等实时业务的需求。

利用超快速星历进行数值天气预报的可行性研究

实时获取高时空分辨率的大气水汽是制约数值天气预报准确性的关键问题。基于地基GPS遥感大气水汽原理,结合香港CORS网的实测数据进行处理,对由IGU超快速星历、IGS精密星历和探空资料解算的大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)序列进行比较分析。实验结果表明,利用超快速星历估计PWV用于数值天气预报是切实可行的。

基于不同快速星历的GAMIT基线解算研究

由于GAMIT/GLOBK软件需要精密星历参与解算,使用延时12~18d的最终星历进行高精度数据处理不能满足工程建设对于时效性的要求。本文基于10.71版本GAMIT软件,使用上海天文台、武汉大学、德国地学中心和IGS发布的多种快速和超快速星历对GNSS控制网进行基线解算和坐标计算,并分别从归一化均方根(NRMS)值、基线精度和待定点坐标精度等方面进行精度分析。结果表明,使用快速和超快速星历进行数据处理时,能够获得较高精度的结果,大多数情况下可以代替IGS最终星历进行解算。

超快速星历卫星轨道和钟差预报精度分析

GNSS空间信号精度监测评估是全球连续监测评估系统（iGMAS）监测评估中心的一部分，其主要任务是对导航系统实时播发的导航电文中卫星轨道、钟差进行监测评估。由于超快速星历较广播星历精度更高，且二者都具有实时性，因此考虑选取超快速星历作为参考值实时评估广播星历的精度。基于此，本文对IGS和CODE提供的超快速星历24h预报精度进行分析，与事后精密星历对比，分析结果显示：IGU星历中GPS卫星轨道精度在X、Y、Z方向分别为39．1mm、34．9mm、40．1mm，位置精度为66．9mm，卫星钟差精度为5．0ns；CODE超快速预报轨道精度在X、Y、Z方向上分别为37．3mm、43．2mm、46．6mm，位置精度为74．9mm，卫星钟差精度为5．2ns。此外，分析了24h预报轨道精度趋势，得出随着预报时间的延长，预报轨道精度降低。通过实验分析，超快速轨道和钟差可用于空间信号监测评估。

IGS超快速星历精密轨道精度分析

介绍了IGS的星历类型,对IGS发布的IGS超快速星历(IGU星历)前24 h精密星历轨道精度进行了分析,研究表明,IGU星历中精密星历的前6 h轨道精度与IGU星历中精密星历前24 h的轨道精度相当。

利用快速星历进行BDS数据处理精度分析

在进行GNSS数据处理时,精密星历的获取有2周的延迟,对工程建设是严重的制约条件。针对这一问题,利用仅有1 d延迟的快速星历进行BDS数据处理研究,试验中收集陕西地区7个GNSS观测站的GPS和BDS数据,同时在IGS网站上下载精密星历和快速星历,分别将不同卫星和星历进行组合,最后利用GAMIT/GLOBK软件进行基线解算和坐标计算,对计算结果进行对比。结果表明,利用快速星历进行BDS数据处理可以得到较高精度的成果。因此,在工程建设中,当无法及时获取精密星历时,可根据实际情况采用快速星历来进行BDS的基线解算和精密定位。

基于快速星历的GAMIT高精度基线解算研究

针对IGS最终精密星历发布时延较长导致的GAMIT基线解算实时性问题,该文提出了使用快速星历IGR和超快速星历IGU进行GAMIT基线解算的方法,并通过一组基线长40km^309km不等的观测数据进行实验验证。实验结果表明对于中长基线,使用IGR或IGU星历进行GAMIT基线解算与使用IGS最终星历解算的坐标分量较差优于10-9数量级,可以满足在特定情况下要求较短时间区间(观测时间后12天内)内使用GAMIT进行高精度GPS基线解算的需求。

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。

快速精密星历与最终精密星历对定位精度的影响和比较

星历的精度会对单点定位和相对定位的解算结果产生影响,利用IGS跟踪站给出的观测数据以及快速精密星历和最终精密星历来进行计算,结果表明,用快速精密星历代替最终精密星历是可行的。

IGS快速精密星历与事后精密星历的定位精度分析

针对是否能用IGS快速精密星历代替最终精密星历进行定位的问题,论文通过静态、动态两类实验,从内符合、外符合精度两个方面详细比较了两种星历产品的定位效果。实验结果表明:IGS快速精密星历的定位精度与事后精密星历的定位精度都非常高,且两种产品对应定位结果差异为毫米级,因此可采用快速精密星历代替事后精密星历进行定位解算,而不必担心精度损失。

利用超快速精密星历约束的北斗卫星实时精密定轨

以广播星历为起算轨道的北斗卫星实时滤波精密定轨往往需要较长收敛时间,针对此,提出利用超快速精密星历约束的实时精密定轨方法。通过MGEX跟踪网全球分布的51个测站连续7d的实测数据,利用平方根信息滤波对北斗卫星实时精密轨道进行确定,并以3d解事后轨道作为参考,评估北斗卫星实时滤波轨道精度。结果表明,利用广播星历作起算轨道时,北斗实时滤波轨道平均需要经过15h收敛才能达到稳定,而新方法在这段时间内轨道变化较为平稳,未出现明显的收敛现象,并且7d时间内GEO卫星在切向、法向和径向上RMS分别优于2.5m、20cm和30cm,IGSO和MEO卫星在3个方向上分别优于30cm、15cm和10cm。

不同星历下GAMIT高精度基线解算结果的对比研究

由于IGS最终精密星历的发布需延时12天以上,不能满足测绘生产作业中实时解算快速获取坐标的要求,因此本文实验分别利用IGU超快速星历、IGR快速星历和IGS最终精密星历对中国及周边地区11个IGS站的观测数据进行基线解算,对三种星历的解算结果进行对比分析。实验结果表明,三种星历解算出的坐标各分量较差小于4.0mm, 标准化均方根NRMS值差异细微,均小于0.25,在急需得到坐标情况下,另外两种星历代替IGS最终精密星历进行基线解算是可行的。