Galileo系统时间保持与溯源技术分析

Galileo系统的时间保持主要依靠精密定时设施PTF实现,并通过时间服务提供商TSP实现系统时间向UTC的精确溯源。阐述Galileo系统的内部结构,并对其时间保持和溯源体制进行了深入分析。     

北斗三号系统时频体系设计与实现

北斗卫星导航系统作为复杂巨系统,需要科学、完整、高效的时频体系总体设计与工程实现。北斗三号系统的时频体系设计首先通过基于星间链路实现星载钟之间的比对与时间同步,基于星地时间比对链路实现主控站与卫星间的星地时间比对与精密同步,基于卫星双向、地面有线双向时间比对链路实现主控站各分系统之间的比对与精密同步,同时基于组合钟组和综合原子时等方法生成北斗系统时间(Bei Dou system time,BDT),从而实现北斗系统内的时间建立、保持与同步。然后,通过直接或间接的溯源比对以及时差监测,实现BDT与其他导航系统时间基准的统一。北斗三号卫星信号的长期监测数据表明,BDT天稳定度达到4.6×10^-15,星载钟本地时间准确度达到1.25×10^-11,星载钟万秒稳定度达到1.65×10^-14,同时BDT相对于其他卫星导航系统的时差保持在50 ns以内。经系统运行检验与监测评估,证明北斗三号系统时频体系功能完备、组织架构科学、体系指标先进,能够全面支撑北斗三号的全球服务能力。     

全球导航卫星系统时间精度分析

全球导航卫星系统具有独立的时间参考系统,即GNSS时间,并溯源至UTC时间.GNSS时间精度参数不仅影响定位和授时的精度,也影响不同GNSS系统之间时间偏差的计算和预报,进而对GNSS系统的互操作性产生影响.本文对GNSS时间标度的产生和维持进行了分析,并通过分析给出了其精度估计结果.     

BDS/Galileo对多系统精密单点定位贡献分析

使用10个MGEX测站的数据对4种解算模式GPS、GPS/BDS、GPS/Galileo及GPS/BDS/Galileo在定位可用性、定位精度和定位稳定性及收敛时间3个方面的PPP性能进行了对比分析。实验结果表明:GPS/BDS和GPS/Galileo双系统组合PPP在各方面的性能相当。相比GPS单系统PPP,双系统PPP能增加可用卫星数,改善卫星空间几何构型,定位精度提升20%～35%,定位稳定性提高25%～40%,收敛时间缩短35%～45%。BDS在较高截止高度角下的可用性、天向定位精度、水平方向定位稳定性、天向收敛速度方面的贡献略优于Galileo。GPS/BDS/Galileo三系统组合的PPP性能进一步提升。     

遮挡环境下GPS／GLONASS／Galileo组合PPP性能分析

对于城市遮挡环境下单GPS系统精密单点定位(PPP)性能较差的问题,本文采用多系统融合来改善PPP性能,通过不同卫星高度角,将城市四周环境分为正常环境、一般遮挡、较重遮挡等三种环境.分别采用GPS、GPS／GLONASS、GPS／Galileo、GPS／GLONASS／Galileo不同的模式,对香港4个连续运行参考站进行遮挡环境下的静态PPP模拟实验,结果表明:多系统组合能够有效弥补城市四周遮挡环境下卫星的不足,并且GPS／GLONASS、GPS／Galileo、GPS／GLONASS／Galileo组合相对单GPS系统下的PPP性能有着不同程度的改善.      

Galileo卫星定位系统相位组合观测值的模型研究

简要介绍了Galileo系统 ,然后在模糊度保持为整数的前提下 ,论述了由Galileo系统的四个频率载波进行测量的组合观测值的一般定义 ,并对有关的误差影响进行了分析 ,最后根据一定的组合标准讨论了具有特定性能的组合观测值 ,并给出了一些典型的组合 ,分析了它们可能的应用     

Galileo/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较与分析

研究了Galileo PPP参数估计及其误差处理方法,并采用MGEX 1924和1925周的数据进行了试验分析。结果表明,Galileo系统的平均可见卫星数不到GPS的一半。卫星数为4颗左右时,定位收敛通常需要180个历元,而达到6颗时仅需要66个历元。可见卫星数的增加显著提升了Galileo的收敛速度,随着卫星数的进一步增多将会达到与GPS收敛速度相当的水平。Galileo的3 h静态PPP收敛后的定位偏差约是GPS PPP的2.5倍,达到4.75 cm。随观测时间的增加定位精度提升显著,其6、12、24 h的定位精度分别能达到2.38、1.51和1.26 cm;其中12和24 h的定位精度比GPS略低约0.40 cm,但二者水平方向的精度优于1 cm,高程方向的偏差比1 cm稍大。     

GPS授时和GPS载波相位远程时间比对

GPS栽波相位(GPS Carrier-phase：GPS CP)在大地测量中已达到极高的精度，而在远程时间比对中的研究应用尚在起步阶段。本文介绍了我国远程时间比对的主要手段达到的精度，GPS CP远程时间比对研究现状及理论技术难点等问题。欧洲建立自己的导航定位授时系统——Galileo，我们国家也应该建立自己的卫星导航定位授时系统，发展多手段多层次的授时技术。     

Galileo系统频率和信号设计现状

介绍了Galileo系统频率和信号设计方案。对Galileo系统选用的信号频段、各频段的中心频率、码率等主要参数、Galileo系统服务与信号的对应关系进行了研究。并对Galileo系统和GPS系统的兼容性和协同工作性进行了比较分析。     

Galieo系统频率和信号设计现状

介绍了Galileo系统频率和信号设计方案。对Galileo系统选用的信号频段、各频段的中心频率、码率等主要参数、Galileo系统服务与信号的对应关系进行了研究。并对Galileo系统和GPS系统的兼容性和协同工作性进行了比较分析。     

BDS-3新频率与Galileo单频组合伪距单点定位精度分析

为对比分析北斗三号（BDS-3）/Galileo相同频率伪距单点定位精度,基于MGEX（Multi-GNSS Experiment）分布的跟踪站实测数据,分析了BDS-3、Galileo以及BDS-3/Galileo单系统单频、双系统相同频率组合和非相同频率组合伪距单点定位精度. 经研究发现,BDS-3/Galileo相比单系统有效提升了卫星可见数与卫星空间分布几何结构,在单系统定位方面,BDS-3系统B1C和B2a伪距单点定位精度优于Galileo对应相同频率的伪距单点定位精度,在双系统定位方面,BDS-3/Galileo相同频率组合伪距单点定位精度优于非相同频率组合,双系统组合定位对Galileo单系统定位精度提升优于BDS-3,表明BDS-3相同频率的设计有效地提升了与Galileo系统的兼容性.      

广播星历下多系统卫星位置、速度计算及精度分析

目前GNSS空间部分主要由GPS、GLONASS、Galileo、BDS 4系统构成,在利用广播星历进行多星组合导航时,需要根据不同卫星星座广播星历精度信息实现多系统定位信息的组合。现有研究对GPS、GLONASS广播星历精度进行了充分分析,但对由Galileo、BDS广播星历计算卫星位置、速度及其精度的研究相对较少。本文利用精密星历对GNSS广播星历计算的卫星位置、速度精度进行了分析。结果表明,GPS广播星历解算的卫星位置误差小于2 m,GLONASS广播星历解算的卫星位置误差最大在4 m左右,Galileo广播星历解算的卫星位置误差最大在3 m左右,BDS广播星历解算的GEO卫星位置误差最大在40 m左右,IGSO卫星位置误差最大在9 m左右,MEO卫星位置误差最大在5 m左右。GPS、Galileo、BDS速度误差在1 mm/s内,GLONASS速度误差在2 mm/s内。     

Galileo系统接收机测距性能分析

Galileo系统是欧盟提出并正在研制建设的全球卫星导航定位系统，本文从用户使用角度出发，简要论述了Galileo系统频率计划和信号体制设计情况，详细分析了不同频点、不同信号体制下Galileo系统接收机测距性能。     

GNSS载波相位时间传递关键技术与方法研究

高精度时间传递技术作为建立和保持国家标准时间的三大要素(高性能原子钟技术、时间传递技术、时间尺度算法)之一,是获取主钟时间频率驾驭量、维持高性能地方原子时TA、实现UTC溯源的重要手段和支撑,直接影响着国家标准时间的性能。GNSS载波相位时间传递技术作为一种时间传递手段具有设备成本低、测量精度高、覆盖范围广、不受距离限制等诸多优势,已成为精密时间传递领域中研究热点。然而,近年来GNSS载波相位时间传递中仍然还有诸多关键技术问题有待进一步细化和解决。     

GALILEO系统在中国区域内的完好性分析

完善的完好性是伽利略卫星导航系统(Galileo)的重要特征之一,主要分析了Galileo系统在中国地区的完好性性能。简要介绍了Galileo系统,在此基础上利用仿真数据,分别从不同高度截止角、不同伪距误差和不同测站点等三个方面对Galileo系统在中国地区的完好性的影响进行了比较和分析,并得出有益的结论。     

多系统钟差预报方法研究及对实时精密单点定位与时间传递的影响

IGS建立的RTS实时服务,为实时精密单点定位及其应用带来了可能,而实时服务系统面临一个重要挑战是数据中断。本文对卫星钟稳定度特性进行分析,并对钟差基于历史数据进行预报,预报时长1h时,大部分GPS、GLONASS、BDS卫星精度能达到0.3ns,Galileo系统在0.1ns,满足维持cm级定位以及高精度时间传递需求。基于Galileo卫星钟卓越表现以及Galileo系统卫星数目较少考量,增加Galileo预报钟差联合GPS系统解算方法,对其定位与时间传递效果进行比较分析。实验结果表明:定位收敛后,实时数据中断期间,采用预报钟差产品可维持cm级别定位,同时在数据中断第一个小时,可维持时间传递链路结果量级几乎不变,第二小时仍可维持同一量级结果。实时产品时间传递稳定度与GBM产品相当,非差非组合解算结果与消电离层组合时间传递解算结果相当。与单GPS系统相比,增加Galileo系统预报产品联合解算,北、东、天三个方向定位精度分别提高18.7%、20.6%、25%;时间链路上时间传递稳定度略有提升,十秒稳与百秒稳分别提升11%、17%。     

Galileo OS SIS ICD导航电文设计解析

欧盟在2010-04-13首次正式发布了Galileo公开服务空间信号接口控制文档(Galileo OS SIS ICD),标志着Galileo系统建设从概念设计、在轨验证到系统实施又迈进了重要一步,对全球导航卫星系统(GNSS)的发展具有重要意义.通过与GPS接口说明文档比较,解析了Galileo OS SIS IC...     

Galileo开放服务导航电文特点分析

介绍了Galileo系统开放服务接口控制文件中导航信号及电文的概况,并在如何满足导航电文中各种不同参数数据的时效性、如何缩短用户接收机导航数据接收时间、如何支持多系统互操作等方面对其特点进行了分析介绍.     

SISA完备性监测与WUL可靠性算法

详述了Galileo完备性概念,分析了空间信号有效参数完备性监测系统和监测机理,给出Galileo系统中描述SISA预报形式和算法模型.基于空间信号完备性参数的算法,优化计算最坏用户位置方法,建立了算法模型,得出相应结论.算法和结论初步验证适用于全球,为进一步研究Galileo系统完备性算法和估计用户保护水平奠定基础.     

LEO增强的GPS、Galileo、BDS-3非差PPP模糊度固定性能分析

本文主要研究了GPS、Galileo、北斗三号(BeiDou-3 Global Satellite Navigation System,BDS-3)的未校准相位延迟(uncalibrated phase delays,UPD)稳定性以及低地球轨道(low earth orbit,LEO)增强的非差精密单点定位(precise point positioning,PPP)模糊度固定.基于全球分布的126个测站2022年001—007共一周的观测数据进行GPS、Galileo、BDS-3的UPD估计分析.宽巷UPD每天作为一组常数估计，窄巷UPD每15 min作为一组常数估计.结果表明：宽巷UPD在一周之内具有较好的稳定性，平均标准差小于0.05周；窄巷UPD在一天之内具有较好的稳定性，平均标准差小于0.06周.使用估计的UPD产品进行PPP模糊度固定并对其性能进行分析，GPS、Galileo、 BDS-3各系统静态PPP的平均收敛时间分别由20.75 min、 23.78 min、 30.60 min缩短至10.69 min、18.27 min、24.80 min；平均模糊度固定率分别为...