综合伪距相位观测的北斗导航系统广域差分模型

我国区域北斗卫星导航系统为用户提供开放服务和授权服务两种服务方式,其中授权服务主要提供一维等效钟差改正数和完好性信息,实现更高精度的服务性能。北斗卫星导航系统提供的实时差分信息是基于CNMC平滑后的伪距观测数据计算,其精度受到残余伪距噪声的限制。为提升系统广域差分服务性能,本文提出了一种广域差分新模型。该模型综合了伪距及相位观测数据,并新增了轨道改正数。模型中经相位平滑的伪距观测值用于定义钟差改正数和轨道改正数的基准,而相位历元间差分观测值用于计算约束差分改正数的高精度相对变化。论文分析了数据采样率、测站个数等因素对新模型的影响,并采用中国区域内的观测站数据对新模型进行精度验证。试验结果表明:(1)基于新广域差分模型的GEO卫星UDRE指标相对原有模型提升了27%,IGSO卫星指标提升了35%,MEO卫星指标提升了24%;(2)基于新的广域差分模型,用户在南北、东西、高程方向的伪距定位精度分别提升了23%、32%和52%,实现了北斗系统用户导航定位三维定位精度优于1m的指标。     

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GPS卫星和接收机天线绝对PCO、PCV对高精度基线解算的影响分析

在高精度GPS卫星导航数据处理中,卫星和接收机天线的PCO和PCV作为重要的误差来源之一,必须予以改正。本文从高精度基线解算入手,分析了卫星和接收机天线PCO和PCV中各项对高精度基线解算结果的影响。试验结果表明,接收机天线PCO、PCV对长基线或超长基线在各分量方向或长度上的影响最大可达到101 mm。卫星天线PCO、PCV对长基线在各分量方向或长度上的影响在毫米水平,最大不超过4 mm;对超长基线在各分量方向或长度上的影响最大可达到40 mm。     

SHAtrop:基于陆态网GNSS数据的中国大陆区域ZTD模型

对陆态网223个全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）测站6 a实测对流层天顶延迟（zenith total delay，ZTD）的时空特性进行了分析，结果表明，各测站ZTD平均值随大地高指数递减，衰减因子与纬度近似线性关系，其时域变化呈现年周期和半年周期，周期、振幅、初相位与地域分布有关。综合采用周期函数及格网函数，建立了中国大陆区域ZTD经验模型SHAtrop。模型提供区域内分辨率为2.5°×2.0°的格网，用户使用时，先在相应格网内插得到对应参数，再利用三角函数得到椭球面ZTD，最后利用指数函数计算ZTD。实测ZTD的数据验证结果表明，SHAtrop的均方根误差（root mean square，RMS）为3.4 cm，优于常见经验模型。SHAtrop采用较多测站，对高程改正更精细；使用时只需要输入经纬度与时间，使用方便，能满足中国区域GNSS用户实时定位导航的ZTD改正需求。     

IAU2000决议对卫星轨道的影响

研究了IAU2000对GPS卫星轨道确定的影响。以2006年DOY186的GPS数据为例,分析了GPS卫星在IAU2000决议模型以及原有模型下,惯性参考系统以及地固坐标系中轨道的差别。结果显示,采用不同模型,卫星轨道在惯性参考系中的差值存在周期性,其中X、Z方向的幅度达到了2.5 m,Y方向的幅度约为1 m;在地固系中,轨道差别也存在周期,幅度约为4 mm。并对卫星轨道的差值进行了统计,得出了在惯性系下,不同模型引起轨道差值的3D RMS为m级。     

不同约束条件对电离层电子含量和硬件延迟的影响

在不同约束条件下,分别利用中国区域附近11个GPS基准站,和全球230个GPS基准站一个月的双频实测数据,通过建立球谐函数模型同时解算电离层电子含量、GPS卫星和接收机的DCB。将其结果与CODE提供的结果进行比较,表明电子含量、GPS卫星与接收机的DCB组合不受约束条件的影响,且精度能达到2ns,垂直电子含量相对于CODE能改正90%。同时本文利用AR模型对球谐系数进行预报,根据预报系数得到的垂直电子含量相对准确率能达到80%以上,采用卫星DCB和时得到的垂直电子含量准确率略高于采用某颗卫星DCB固定。     

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GPS定轨中的太阳辐射压模型

对于GPS这样的高轨卫星轨道的确定,最大的误差源为太阳辐射压摄动．近年来IGS各个数据处理中心提供的GPS星历精度越来越高,其中很重要的一个因素就是太阳辐射压摄动模型的不断完善．详细阐述了目前主要的7种太阳辐射压摄动模型后,给出了各种光压摄动模型的计算模型,并利用不同的摄动模型积分卫星轨道,得到不同模型在GPS卫星轨道积分中的精度．结果表明,Bern大学提供的3种模型对太阳辐射压的模拟较为准确,相对于其他4种模型,由其得到的GPS轨道精度有将近一个量级的提高．