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。     

基于Neville算法的GPS精密星历数据加密及精度验证

国际地球动力学服务组织(IGS)提供的精密星历的数据间隔是15min,远远不能满足实际数据处理需要。利用纳维尔(Neville)算法编程实现对IGS精密星历的卫星坐标和钟差的加密,并将卫星坐标插值结果与广播星历计算得到的坐标结果进行对比得到有益结论,钟差插值结果与IGS提供30s钟差数据进行比较得到较高精度的结果。     

GPS卫星精密星历的轨道插值

IGS只提供采样率为15 min的精密星历,而在卫星精密导航、定位等计算中需要更高采样率的轨道位置,因此需要通过轨道插值的方法对精密星历进行加密。以1 d间隔30 s的插值数据为基础,分别使用常规算法和滑动算法对轨道插值常用的拉格朗日插值和切比雪夫插值进行分析,可为卫星轨道插值计算时选取插值方法、阶次提供理论依据。结果表明,利用常规算法计算,两种插值的最佳精度均能达到mm级;利用滑动算法计算,两种插值的最佳精度均能达到亚mm级;相同条件下滑动算法的精度优于常规算法,滑动算法的计算结果比常规算法更稳定,且对龙格现象有抵抗力。     

基于移动区间的GPS精密星历内插方法

针对采用多项式对GPS精密星历进行插值随着阶数增加插值,精度出现衰减或不稳定的问题,提出了基于移动区间的GPS精密星历内插方法来解决这一问题。采用不同分析中心提供的精密星历进行插值计算,比较不同数据产品的质量,选用数据质量比较好的精密星历进行插值计算,比较三种多项式插值的插值精度。实验结果表明：IGS所提供的精密星历数据质量比较好;采用基于移动区间的多项式插值方法,插值精度可达到亚厘米级。     

一种新的GPS精密星历插值方法

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。     

IGS精密星历文件的读取及内插方法研究

利用matlab软件编程实现了精密星历文件的读取及信息筛选。在GPS精密单点定位的过程中,需要比国际全球导航卫星系统服务（IGS）组织提供的15min更小的精密星历时间间隔的观测数据,介绍了拉格朗日和牛顿两种插值方法,对IGS精密星历进行了内插,并对插值的结果进行对比分析,得到了一些有益的结论。     

GPS精密轨道插值误差及方差估计

分析了影响GPS精密轨道插值传播误差精度的因素,给出了IGS精密星历误差在多项插值中的传播模型及传播误差的方差分量计算方法,为评定GPS插值轨道的精度提供了量化的客观依据,并用算例证明了卫星插值轨道的传播误差精度与精密星历误差精度在同一量级。     

拉格朗日和切比雪夫多项式在精密星历插值中的应用

文中分别采用拉格朗日多项式和切比雪夫多项式,对时间间隔为15 min的IGS精密星历进行内插和拟合,将插值结果与原始精密星历进行比较。在此基础上分析了不同阶数下的插值精度,并将这两种方法做一些比较,得出结论:采用一定阶次的拉格朗日和切比雪夫多项式做精密星历内插均达到毫米级的精度,且两种方法的插值效果比较接近。     

滑动式Lagrange插值法在北斗卫星精密星历内插中的应用

在高精度卫星定位数据处理中需要对精密星历进行插值。文章利用滑动式拉格朗日插值法,分别探讨了插值阶数与北斗精密星历中的三类北斗卫星的插值精度的关系。算例表明,三类北斗卫星达到最佳插值精度的插值阶数不同;只要采用合理的阶数,三类卫星都可以达到毫米级插值精度。该方法可以较好地适用于北斗卫星精密星历的内插。      

两种GPS精密星历拟合算法的性能比较

国际GNSS组织提供了GPS卫星的精密星历、对流层延迟与电离层延迟等产品,而GPS高精度导航定位需要对GPS精密星历进行内插。本文采用拉格朗日和切比雪夫多项式两种拟合方法对IGS提供的GPS精密星历进行插值处理,分析两种方法对于GPS星历插值精度的影响,并改变部分参数,讨论不同参数设置对插值算法的影响并进行实测数据的验证。     

GPS卫星精密钟差的加密方法研究

分别用四种插值拟合的算法将IGS提供的间隔15min的精密卫星钟差加密到5min和30s，并用德国GFZ（Geo Forschungs Zentrum）数据中心提供的30s的精密卫星钟差作为真值与之比较，分析了四种算法对变化趋势不同的卫星钟差的加密效果，以适合不同特点卫星钟差的算法。     

四种精密卫星钟差插值方法的比较

利用四种插值方法加密IGS网站下载的15 min和30 s卫星钟钟差改正,分别与IGS网站下载的30 s钟差数据以及CODE网站下载的5s钟差数据比较,试验表明,两种加密情况下宜选用线性分段插值。     

IGS精密钟差精度分析

对比了IGS官方提供的5 min和30 s间隔的精密钟差变化规律,分析了利用8阶滑动式Lagrange多项式插值和线性插值将精密钟差内插至30 s间隔的精度及可行性,得出了一些国内文献未论及的结论。     

精密卫星钟差的内插方法研究

分析了几种精密卫星钟差的内插方法,将插值结果和IGS提供的数据相比较,采用统计量和差值图表来显示不同方法的插值结果,得到0.11～0.38 ns的精度.结果表明,内插方案的最佳选择取决于不同卫星钟类型的钟差变化特性以及插值方法本身的特点.     

GPS精密星历插值方法的比较研究

GPS高精度测量中通常需要对GPS精密星历进行轨道插值，本文分别采用拉格朗日插值、切比雪夫多项式拟合以及线性逐次Neville插值三种方法对GPS卫星轨道进行了插值，比较了三种方法的特性及插值结果，得出了一些有益结论。     

基于IGS精密星历的卫星坐标和钟差插值

分别使用拉格朗日插值、Neville插值、Newton插值三种方法，以IGS提供的精密星历和钟差为基础内插所需时刻的卫星坐标和钟差。通过实例分析比较三种方法的优缺点，三种方法都是插值点在节点中央时插值精度高，9阶以上插值即能满足精密定位要求。Nev-ille插值和Newton插值有很多相似的特性，方便灵活，将会得到广泛应用。     

广义延拓插值法在IGS精密钟差插值中的应用

针对精密单点定位中内插精密卫星钟差的需要,本文利用广义延拓插值法对IGS精密卫星钟差进行插值,探讨广义延拓插值数学模型中单元域节点、延拓域节点、逼近函数项数三个参数与插值精度之间的关系,并与传统经典的Lagrange多项式插值法进行比较分析,实际算例表明,只要选取适当的参数,广义延拓插值法可以拥有比Lagrange多项式插值法更高的精度。     

精密单点定位中卫星钟差加密方法的探讨与分析

本文系统地分析了多种精密卫星钟差加密方法,以IGS提供的GPSweek 1421周第2天的2号、11号、21号和28号卫星的30s间隔的精密卫星钟差为基准,然后以从中提取的15min和5min间隔的钟差为例,将其用内插或拟合等不同方法分别加密到30s,将加密结果与30s间隔的精密卫星钟差基准进行比较分析,得出样条函数内插法精度较高、较可靠,拟合法精度较差,在个别历元处,内插或拟合卫星钟差的误差仍然很大。