精密星历

摘要： 北斗卫星导航系统(BDS)在实现高精度导航定位的同时必须实现对BDS精密星历内插,基于滑动式拉格朗日(Lagrange)插值和切比雪夫(Chebyshev)插值方法,对BDS三种类型轨道卫星进行精密星历插值分析,实验结果表明:当使用10阶滑动式Lagrange插值时,地球静止轨道(GEO)卫星精密星历三维坐标分量精度达到最高,均方根误差(RMS)分别为0.92、0.84、0.52 mm;当使用9阶Chebyshev插值时,GEO卫星精密星历三维坐标分量精度达到最高,RMS值分别为0.45、0.85、0.62 mm;当使用14阶滑动式Lagrange插值时,倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星精密星历三维坐标分量精度达到最高,RMS值分别为0.85、1.28、1.38 mm;当使用14阶Chebyshev插值时,IGSO卫星精密星历X方向坐标分量、Y方向坐标分量精度达到最高,RMS值分别为0.79、1.30 mm,使用15阶Chebyshev插值时,IGSO卫星精密星历Z方向坐标分量精度达到最高,RMS值为0.62 mm;当使用14阶滑动式Lagrange插值时,中圆地球轨道(MEO)卫星精密星历三维坐标分量精度达到最高,RMS值分别为0.79、1.41、1.15 mm;当使用11阶Chebyshev插值时,MEO卫星精密星历Z坐标分量精度达到最高,RMS值为3.22 mm,当使用13阶Chebyshev插值时,MEO卫星精密星历Y坐标分量精度达到最高,RMS值为3.44 mm,当使用14阶Chebyshev插值时,MEO卫星精密星历Z坐标分量精度达到最高,RMS值为3.34 mm;滑动式Lagrange插值和Chebyshev插值方法适用于BDS不同轨道卫星精密星历内插,并且不同轨道卫星达到最佳精度时插值所取阶数不同,内插时应针对不同插值方法选择不同阶数以达到最佳结果。

摘要： 利用快速精密星历(IGR)和超快速精密星历(IGU)产品对香港地区连续运行参考站(HKCORS)数据进行地基GNSS PWV反演的可行性进行实验,并对结果进行精度评估。实验结果表明3种方案基线解算的NRMS值均小于0.3,同一天观测数据3种解算方案的NRMS值基本一致,证实了使用IGR和IGU产品替代IGF产品进行基线解算的方案是可行的;采用IGF、IGR和IGU产品反演的PWV与探空站参考值间的偏差分别优于1.5 mm、2.5 mm和4.0 mm,IGF产品反演的PWV与探空站观测数据最为接近,说明IGF反演的PWV精度最佳,IGU产品反演的PWV结果精度较低,但满足气象预报对精度的要求,借助IGU产品反演PWV可以为气象预报提供参考。

摘要： 为掌握星历误差对GAMIT软件解算GPS/BDS数据定位的影响,选取不同精密星历分析长基线和短基线条件下,获得基线解算精度和点位坐标精度,结果表明:①不同的精密星历对GPS解算和短基线的BDS解算影响不大,可采用超快速精密星历;②对于长基线的BDS解算,要顾及北斗参考站数据的质量以及站间的兼容性和空间位置,需要调整站点组合以达到好的解算结果,不宜采用wum00。

摘要： 为填补全球四大卫星导航系统在极区无全面性能分析及比对的空白,基于精密星历,分别通过航线取点及区域分析的方法,分析了4种全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)当前星座在极区的可见性及定位精度,并比较了4种GNSS的性能,解决了现有文献中未全面分析4种GNSS、取点分析难以代表极区内整体性能的问题,为极区GNSS的应用和发展提供理论依据。分析结果表明,在不考虑外部电磁环境干扰的条件下,格洛纳斯卫星导航系统(global navigation satellite system,GLONASS)的定位精度略低于其余三者,但4种GNSS已经能够较好地覆盖极区,均满足极区定位的基本要求。因此,极区GNSS的研究方向应更侧重于如何消除极区恶劣电磁环境对GNSS的影响。

摘要： 北斗三号卫星导航系统(BDS-3)开通已一年有余,通过研究2019-08—2021-08共2 a的北斗卫星导航系统(BDS)广播星历数据,采用事后精密星历对北斗二号卫星导航系统(BDS-2)和BDS-3卫星的轨道、钟差和空间信号测距误差(SISRE)进行分析.结果表明:BDS-3系统开通后,卫星轨道精度比BDS-2提升明显,径向(R)误差均方根(RMS)值从0.87 m左右提升至优于0.23 m,精度提升约74%,3D误差RMS值从1.63 m以内提升到优于0.75 m,精度提升约54%;氢原子钟和铷原子钟精度相当,BDS-3钟差误差RMS值精度提升与BDS-2提升基本相同,精度提升约1 ns;SISRE精度比对中,BDS-2 SISRE的RMS值从0.9 m提升到0.7 m,BDS-3从0.8 m提升到0.5 m.综合比较,BDS-3系统性能提升较大.

摘要： 随着卫星导航系统的发展,卫星授时逐渐成为电网时频基准的技术手段之一。时间频率基准在电网信息通信起着提供时间基准的重要作用。文章通过引入专业北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)数据分析中心的高精度数据作为评估卫星授时的标准,提出电网BDS授时时间基准增强评估方案。通过描述授时原理、建立评估方案和进行数据分析实验,得出结论如下:①所提BDS授时评估方案易操作且可行性较强,采用外部数据体现了增强方案的独立性;②需要冗余观测量增加授时评价的可靠性;③由于卫星系统时间产生机制不同,不同系统对同一终端授时应独立计算。

摘要： 系统研究了GNSS精密星历框架变化对GNSS相对定位以及网平差解算的影响.通过实验比较发现,在高精度GNSS相对定位中,若选择的地面参考框架与精密轨道参考框架不一致,则将给区域网基线解和网平差结果带来一定的系统性误差.对于高精度的定位解算而言,2000 km以上的基线需考虑地面参考基准与星历参考基准的一致性问题,否则将给垂直方向带来一定的系统性偏差.

摘要： 针对精密星历两端位置插值精度低的问题,提出利用克里金算法对精密星历进行插值.建立了基于克里金算法的精密星历插值数学模型,并通过算例进行了验证.结果表明,本文方法能有效地提高精密星历的插值精度.

摘要： 在最终及快速精密星历时延较长的前提下,提出利用广播星历及对应的超快速精密星历(观测部分)构建轨道误差序列,建立一种基于奇异谱分析(SSA)的全球卫星导航系统(GNSS)广播星历轨道实时改正方法,其目的是通过实时改正广播星历轨道,提高当前广播星历轨道的精度.以GPS卫星广播星历及其对应的超快速精密星历为例,对该方法的可行性进行了实验分析,结果表明:不同卫星、不同轨道方向的改善比是不同的;整体上看,径向、切向、法向轨道出现正改善比的卫星数占总卫星数的比率分别为86.7％、90％、93.3％.实验结果表明本方法可以用来实时改正广播星历的轨道.

摘要： 在研究GRACE、SWARM等10余颗低轨卫星轨道特性的基础上,对低轨卫星列表型精密星历的采样间隔和内插方法进行分析,并根据用户需求,设计效率优先和精度优先2种精密星历方案.结果显示,低轨卫星轨道高度对采样间隔和内插方法有显著影响,针对3 cm和10 cm轨道精度要求,通过合理设计轨道可将星历文件占用存储空间压缩9 9％以上.

摘要： 随着中国北斗导航系统的完善,北斗卫星精密轨道和钟差产品在定位导航领域的应用越来越广,目前国际上已有多个IGS数据分析中心开始提供北斗事后和实时精密星历用于实验和测试.明确这些产品的精度有利于精化观测误差的随机模型,改善加权策略,拓展北斗系统的应用.本文重点对武汉大学、德国地学研究中心提供的事后精密星历以及法国国家太空研究中心提供的实时精密星历进行分析.首先利用跨度为四周的数据,在统一时间和坐标系统的前提下,通过两两对比的方式,对三种精密轨道和钟差产品进行一致性分析.结果显示北斗MEO、IGSO、GEO的轨道径向误差互异性分别在2-4cm、5-14cm、5-65cm之间,两种事后精密星历的时钟误差互异性在0.3-0.6ns、0.3-0.5ns、0.3-1.2ns之间,实时精密星历相比于事后精密星历在时钟误差方面差异较大,主要由于目前北斗监测站较少且实时钟差估计模型不精确.最后利用精密单点定位的方法,在亚太地区选择IGS站作为实验点,从定位的角度进一步评估精密星历的精度和可靠性.结果显示利用事后精密星历产品,定位收敛后在水平方向的精度可达6cm,实时精密星历受限于钟差的精度,定位误差稍大.

摘要： 随着气象问题的关注度的提升,针对实时获得大气中可降水量与降水量之间的可视化关系的问题,利用GAMIT10.6在几种精密星历下对观测数据进行单日浮动解获得天顶方向对流层总延迟,对比IGS和IGU获得结果的精度.利用SAASTAMOINEN模型计算干分量,针对湿分量进行了提取并计算出可降水量,分析了IGU星历下可降水量与降水之间的关系,得出IGU星历的精度完全符合水汽实时反演的要求,降水量与可降水量之间有明显的线性关系,降水也与可降水量的变化幅度有一定相关性.

摘要： 基于Fourier级数,阐述了GPS精密星历滑动式内插方法,对精密星历变化特点进行了分析.针对传统各类插值方法对于精密星历外推精度较差并考虑卫星实际运动的特点,采用了一种非常规插值方法Fourier级数插值,并运用实际算例,将新插值方法和拉格朗日插值精度进行对比,得到结果说明,新插值方法优势明显,能够提高外推精度一个数量级.

摘要： 为了研究北斗导航卫星的轨道预报模型并验证不同预报期下的轨道预报精度,本文将MGEX提供的北斗精密星历作为虚拟观测值,进行轨道动力学拟合以及轨道预报,对比精密星历评估预报精度,基于北斗导航系统三类卫星(GEO/IGSO/MEO)的轨道预报特点分析不同的轨道拟合策略.分析表明:基于本文选用的动力学模型可以很好地进行北斗精密星历的轨道拟合,所有卫星的RMS小于2cm;对于GEO卫星,采用3日弧段轨道拟合进行预报效果较好,其半个月的预报精度可以达到千米级;对于IGSO和MEO卫星,采用7日弧段轨道拟合进行预报效果较好,其一个月的预报精度可以达到百米级.

摘要： 用户在对精密星历进行拟合或插值时,由于弧段两端缺少控制,会受到龙格现象的影响.本文通过利用广播星历中的信息以及基于移去恢复的思想,有效的减弱了龙格现象的影响,8小时多项式插值弧段在检核点处的残差均在毫米级.

摘要： 在根据GPS测量数据事后定位中,获取高精度卫星轨道是一个重要环节.但IGS精密星历数据率(15min更新一次)远低于一般接收机数据率,为充分利用这些有效数据,需要研究15min样本点间隔的插值算法并对其精度进行检验,本文提出一种新的插值精度检验方法,通过两次插值：第一次插值,选取15min间隔IGS精密星历数据作为样本点,获取数据率为1Hz的三维坐标；第二次插值,从获取的1Hz数据中,选取15min间隔的数据作为样本点,样本点时刻与 IGS精密星历历元时刻不重合,取与IGS精密星历历元时刻重合的时刻作为插值待求点,并将获取的待求点三维坐标与对应的IGS精密星历数据进行比较分析.通过算例分析得出采用10阶滑动窗口式Lagrange插值和11阶滑动窗口式 Chebyshev多项式的精度最高,精度均达到mm级.

摘要： 在导航卫星太阳光压力模型建立、观测模型中天线相位中心改正和相位缠绕改正计算及其动力学轨道的计算中,卫星姿态是不可或缺的信息.导航卫星的姿态包括名义偏航姿态和偏航姿态异常时期(正午、子夜、地影期)的卫星姿态,本文根据导航卫星的姿态控制规律,使用GPS卫星的位置和速度信息,在惯性参考系中计算不同型号卫星在不同时期的偏航角,进一步计算得出卫星星固系在惯性系下的轴系指向,即卫星姿态数据,系统地阐述了轨道与姿态之间的转换关系.以2013年10月为例,使用IGS提供的精密星历,计算了这一时段GPS卫星的偏航角和姿态,研究了卫星偏航姿态的变化规律.通过精密轨道转换得到的姿态数据文件可以方便地为接下来的相关计算所用,本文的研究工作也可以为与GPS导航卫星采用类似持续动偏模式的北斗新一代导航卫星的姿态计算提供参考.

摘要： GNSS卫星星历的轨道误差和钟误差是影响LEO卫星实时精密定轨精度的重要误差源之一.本文采用不同精度等级的GNSS轨道与钟差产品,分别对国内外LEO卫星星载GNSS实测数据进行实时精密定轨模拟解算,分析不同精度的GNSS轨道与钟差产品对LEO卫星实时定轨的影响.结果表明:使用广播星历,LEO卫星可以获得0.3～0.4m精度的轨道参数;使用IGU/IGR卫星星历,可以获得0.1～0.3m精度的实时轨道参数;使用IGS最终精密星历,则可以获得优于0.1m精度的实时轨道参数.为我国空间信息网络导航卫星增强系统建设及其实时轨道精度指标设计提供参考.

摘要： 讨论在非差分工作模式下,影响普通GNSS接收机获得可靠亚米级定位精度的基本因素,比较了采用不同修正数据和定位方法所获得的定位性能.研究表明在实际应用中,加入精密星历和较好的电离层改正信息,单频单点定位方式就可以实现亚米级精度,如果在此基础上采用精密单点定位方式将可获得更好的结果.从实时性要求,普通GNSS双频接收机如果采用预报星历和仔细考虑双频无电离层修正,也能够达到实时亚米级定位精度.

摘要： 本文介绍了精密单点定位技术在ARM处理器上的实现方法,通过移植嵌入式操作系统,对接收机实时数据进行统一管理并解算,利用以太网获得IGS网站提供的精密星历与精密卫星钟差,通过非差模型进行单点定位.分析了精密单点定位技术在嵌入式处理器上实现的难点,研究了其关键技术.通过长期运行对实时数据进行精密单点定位技术的验证与分析,给出了定位精度与误差分析.精密单点定位技术与GPS接收机整机的融合,解决以往软硬分开的局面,极大地方便用户的使用.

摘要： 本发明实施例提供一种基于广播星历的GNSS多系统实时精密时间传递方法及系统，该方法包括：获取每两个GNSS接收机之间的GNSS共视卫星的观测数据；根据广播星历、GNSS接收机坐标和GNSS伪距观测值，获取GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标；根据GNSS共视卫星的观测数据，获取GNSS共视卫星的单差无电离层组合伪距和单差无电离层组合相位观测值，再根据所述GNSS共视卫星的信号发射时刻坐标，构建站间单差观测方程；根据站间单差观测方程，构建误差方程，并得到对应的法方程；根据误差方程和法方程，获取每两个GNSS接收机之间的相对钟差，以用于进行实时精密时间传递。本发明实施例提高了GNSS实时精密时间传递的精度和便利性。

摘要： 本发明提供一种适用于大偏心率轨道密集星历精密计算的快速处理方法，针对大偏心率轨道计算，提出了一种通过时间变换构造插值基点的新方法，构造出的非均匀插值基点配合插值多项式内插得到密集星历，该技术方案可显著提高计算效率和精度。本发明基于大规模数值实验，给出了对应于不同轨道偏心率和多种插值多项式的时间变换参数的最佳普适数值为0.3。此外，本发明还在时间变换参数取最佳普适数值的条件下，通过比较多种插值多项式的计算效率，确定Hermite插值多项式是一种较好的方法。

摘要： 本发明公开了一种基于广播星历的实时精密单点定位方法，包括以下步骤：步骤1：实时获取观测数据和广播星历；步骤2：观测历元同步；步骤3：数据预处理；步骤4：构建观测方程；步骤5：构建滤波模型；步骤6：卡尔曼滤波参数估计；步骤7：重复步骤2至6，逐历元计算输出测站位置及相关信息；步骤8：所有历元遍历完毕，数据处理结束。该定位方法基于可实时免费获取的广播星历，利用几个基准站实现数百公里范围内的实时高精度定位，其静态定位精度与基于IGS最终轨道和钟差产品的事后精密单点定位精度相当，动态定位精度优于基于IGS最终轨道和钟差产品的事后精密单点动态定位精度。

摘要： 本发明涉及卫星导航技术领域，提供一种精密预报星历获取方法、设备、介质及产品，上述方法包括：DMZ精密预报星历客户端从公网精密预报星历服务端获取精密预报星历，精密预报星历由公网精密预报星历下载服务器从目标公网中下载后发送至公网精密预报星历服务端；DMZ精密预报星历客户端将精密预报星历发送至DMZ精密预报星历服务端，并由DMZ精密预报星历服务端将预报星历发送至内网精密预报星历客户端。本发明提供一种精密预报星历获取方法，使处于目标内网中的内网精密预报星历客户端可以接收到目标公网下发的精密预报星历，从而根据精密预报星历得到精准可靠的定位结果。

摘要： 本发明提供一种基于PPP的精密卫星星历时间基准稳定度评估方法及系统，包括使用外接原子钟组频率源的IGS观测站的观测数据与不同分析中心的实时产品进行事后PPP处理，得到不同分析中心产品对应的观测站单站授时结果；选取一个测站作为中心测站，进行站间时间同步，得到时间同步结果；计算单站授时与站间时间同步结果的重叠Allan方差，将Allan方差结果线性组合，分离产品基准稳定度与PPP估计噪声稳定度。本发明可仅使用PPP技术通过数据处理统计分析实现，无需硬件设备；通过PPP技术与Allan方差结果的线性组合，即可得到PPP产品的时间基准稳定度，为授时接收机的PPP产品选择提供参考。

摘要： 本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种基于广播星历的卫星导航实时精密单点定位方法，包括S1、提取伪距观测值、载波相位观测值和广播星历；S2、计算各时刻卫星的广播轨道和广播钟差；S3、计算广播星历空间信号测距误差；S4、建立多系统精密单点定位模型；S5、进行坐标参数解算，进行灵敏度分析，确定最优的坐标参数解；S6、获得每个历元的实时高精度的坐标参数解。本发明充分利用伪距观测值和载波相位观测值，基于卫星播发的广播星历实现高精度的卫星导航定位，提升卫星导航定位的精度；利用广播星历实时解算用户站位置参数从而实现实时的卫星导航定位，提升卫星导航定位的时效性。

摘要： 本发明提供一种适用于大偏心率轨道密集星历精密计算的快速处理方法，针对大偏心率轨道计算，提出了一种通过时间变换构造插值基点的新方法，构造出的非均匀插值基点配合插值多项式内插得到密集星历，该技术方案可显著提高计算效率和精度。本发明基于大规模数值实验，给出了对应于不同轨道偏心率和多种插值多项式的时间变换参数的最佳普适数值为0.3。此外，本发明还在时间变换参数取最佳普适数值的条件下，通过比较多种插值多项式的计算效率，确定Hermite插值多项式是一种较好的方法。

摘要： 本申请涉及一种基于北斗星基增强和精密星历服务的高精度时间溯源方法。所述方法包括：通过获取双模态的GNSS观测值、广播星历、精密星历改正数据和星基增强改正数据，并根据对估计方差进行判断后采用相应方法计算钟差从而对本地时间进行调整，使得本地时间与系统时间进行溯源。采用本方法溯源时间更快，精度更高以适用于要求更高的精密时间频率系统中。

摘要： 本发明提供了一种基于精密星历的阻力系数自适应调制方法，结合测站测量数据与高精度动力学模型优化修正TLE数据中的阻力调制系数，分析了在空间环境变化情况下等高卫星修正的相关性，利用等高卫星当天TLE数据与精密星历的相关性，设计了卫星在难以获得足够的外测数据时，修正TLE+SGP4模型的轨道预报算法，改进了在空间环境变化剧烈期间的TLE短期预报精度。本发明能够实现异常卫星阻力系数的自适应调制，适应性较强，提高预报精度。

摘要： 本申请涉及一种基于北斗星基增强和精密星历服务的高精度时间溯源方法。所述方法包括：通过获取双模态的GNSS观测值、广播星历、精密星历改正数据和星基增强改正数据，并根据对估计方差进行判断后采用相应方法计算钟差从而对本地时间进行调整，使得本地时间与系统时间进行溯源。采用本方法溯源时间更快，精度更高以适用于要求更高的精密时间频率系统中。