面向导航增强的低轨卫星钟差确定及预报方法研究

低轨导航增强是未来导航发展的重要趋势,而高精度低轨卫星钟差是实现低轨导航增强的必要条件。基于Sentinel-6A卫星,对低轨卫星钟差特性进行了分析,给出了钟差确定方法及影响因素,介绍了顾及钟差特性的低轨卫星钟差预报方法。实验表明,低轨卫星钟差含有多个周期项,给低轨卫星建模和预报带来了困难。与使用运动学定轨模型相比,基于简化动力学的定轨模型可显著提升低轨卫星钟差精度;当基于运动学模型确定低轨卫星钟差时,相较于使用GPS单系统数据,多GNSS观测数据可提升低轨卫星钟差精度。研究表明,基于GPS和Galileo观测的Sen-tinel-6A卫星钟差精度相较于GPS单系统钟差精度改善了36%,同时,所使用的GNSS产品精度与低轨卫星钟差精度密切相关。利用顾及卫星钟差特性的低轨卫星钟差预报方法,当预报时长小于1min,低轨卫星钟差预报精度(预报与解算值之差的RMSE)在0.1ns之内,当预报时长小于5min,预报精度在0.3ns之内,随着预报时长的增长,预报精度显著下降。

基于小时观测文件拼接的GPS实时钟差确定算法

针对目前常用的GPS实时钟差确定算法主要基于实时观测数据流实现,使产品可靠性和完整性受限于网络质量,及广播星历和IGU-P精度较低的问题,提出并实现基于小时观测文件拼接的实时钟差确定算法。该算法基于小时观测文件数据,通过将钟差估计与自适应超短期钟差预报相结合以确定实时钟差。30 d实时在线结果显示,基于小时观测文件确定的实时钟差精度约为0.25 ns,优于广播星历和IGU-P,与IGS RTS提供的实时钟差精度相当,且能保证产品的可靠性和完整性。

机动期间的GEO卫星钟差确定方法

分析了多种精密卫星钟差的插值方法,构建了GEO卫星机动模型,并结合插值方法,确定机动期间的GEO卫星钟差,并将结果与i GMAS最终产品进行了比较和分析。结果表明,三次样条插值是用于确定机动期间的GEO卫星钟差的最优方法,其结果精度可达0.01~0.38 ns。

利用非差观测量确定导航卫星精密轨道与钟差的方法研究

研究利用非差观测量确定导航卫星精密轨道和钟差的原理和实现方法,并结合GPS实测数据,对其精密定轨和钟差确定精度进行了分析讨论,结果表明:利用全球均匀分布的30余个测站一天的观测数据,通过非差数据处理,定轨精度R、T、N方向能够达到0.032 m、0.084 m、0.078 m,钟差确定精度能够达到0.18 ns。这一结果与传统的双差法定轨结果精度相当,但无需复杂的组差运算,解算中不损失观测信息,仅通过一步解算即可同时获得高精度的轨道和钟差产品,在导航卫星精密定轨中具有较好的应用前景。

多模全球导航卫星系统融合精密定轨

基于武汉大学自主研制的卫星导航系统综合处理软件(PANDA),利用全球实测的GPS/GLONASS、GPS/Gali-leo试验卫星(GIOVE)多模接收机数据进行GPS、GLONASS、GIOVE卫星的融合精密定轨理论与方法研究。通过与IGS提供的GPS与GLONASS卫星精密轨道比较、轨道重叠弧段互差以及SLR观测数据检核等多种方法对融合计算的精密轨道精度进行了评定。

广域实时精密定位原型系统及初步结果

介绍了基于全球IGS实时站数据流的广域实时精密定位原型系统的工作流程及关键技术解决方案。原型系统通过接收全球50个左右IGS参考站1s采样间隔的实时观测数据每秒解算的卫星钟差,并将广播星历的轨道与钟差改正数通过无线通信网络发送给双频用户,用户通过实时精密单点定位的方式实现高精度实时定位。原型系统的整个链路时间延迟为4～8s。测试结果表明,实时钟差产品精度优于0.2ns,实时用户定位精度平面为10cm,高程优于20cm。