基于GNSS和SLR观测数据的北斗卫星(GEO/IGSO)精密定轨

研究了联合GNSS和卫星激光测距（satellite laser ranging,SLR）观测数据对北斗卫星定轨精度的影响。仅利用GNSS观测值对北斗卫星进行定轨时,C01、C08和C10卫星的SLR检核结果显示,这3颗卫星的SLR残差均存在一定的偏差且不相同。加入SLR观测值联合定轨时,分别对估计和不估计系统偏差的卫星轨道结果进行分析。结果显示,对C01（GEO）卫星加入SLR观测值时必须引入系统偏差,否则会使轨道偏离;C08和C10（IGSO）卫星估计和不估计系统偏差时对预报轨道的精度均有一定的改善。最后统计了这3颗卫星的系统偏差,C01卫星的系统偏差达到50 cm,C08和C10卫星的系统偏差在5 cm以内。     

ITRS/J2000坐标转换误差及其对掩星反演的影响分析

分别对ITRS/J2000转换过程中的极移/潮汐章动、常数偏差矩阵等误差造成的影响进行分析,并分析季节变化、太阳活动、地磁活动等对坐标转换精度的影响。对2019年的IGS精密星历数据进行ITRS地固系转J2000惯性系坐标分析表明,潮汐章动造成的坐标转换误差为0.44 m,春季坐标转换误差(0.23 mm)是其他季节的约3倍;常数偏差矩阵对坐标转换误差可造成1.7 m的影响。对中性大气掩星反演的轨道转换加入误差改正项进行分析表明,潮汐章动和常数偏差矩阵对反演的温度产品分别造成0.09 K和0.19 K的误差影响。建议在进行GNSS无线电掩星反演中采用潮汐章动的高频改正,并且在ITRS/J2000转换过程中推荐将常数偏差矩阵进行旋转处理。     

基于移动终端广播星历的自主轨道预报及精度分析

首次定位时间(TTFF)是衡量GPS接收机性能的一个重要指标, 其中以广播星历搜集最为耗时, 预先提供广播星历可使TTFF减短至几秒, 并提高接收终端灵敏度, 减少功耗。对此, 本文给出了一种基于移动终端广播星历的自主轨道预报方法, 并对移动终端卫星轨道预报方法与模型、EOP参数的长期预报及精化光压模型等关键问题进行了分析, 通过GPS广播星历数据实测分析表明,当拟合弧段仅有1 d时, 可使预报1 d、7 d、14 d的SISRE分别在10 m以内、57 m左右和120 m左右;当拟合弧段有2~5 d时, 可使预报1 d、7 d、14 d的SISRE分别降至5 m以内、23 m以内和64 m以内, 若拟合弧段保持在6~8 d, 可使预报1 d、7 d、14 d的SISRE分别达3 m左右、15 m左右和30 m左右;当拟合弧长大于8 d时预报精度趋向稳定。     

BP神经网络和ARMA模型在中纬度TEC短期预测中的对比分析

在充分考虑TEC序列非平稳、非线性、高噪声特性前提下, 以IGS提供的2017年电离层TEC格网数据为基准,运用BP神经网络和ARMA两种模型分别进行TEC 3 d预测,重点分析两种模型在不同季节时段、不同电离层活跃强度及不同样本长度下的TEC预测性能及精度。结果表明,在不同时段,两种模型均能很好地反映TEC的变化特性,其中ARMA模型在春、冬时段及整体预测精度上略优于BP神经网络。在平静期,两种模型的平均相对预测精度分别为87.3%和87.5%,预测效果相差较小;在活跃期,两种模型的平均相对预测精度分别为78.5%和75.5%,BP神经网络的精度比ARMA模型高3%。随着样本长度的增加,BP神经网络在21 d样本处预测效果最佳,ARMA模型的预测精度随样本长度的增加呈降低趋势。     

用多卫星钟来建立自主定轨时的参考时间基准

提出了采用多个卫星钟通过加权来确定导航卫星自主定轨时的时间基准的方法。在分别采用二次多项式、切比雪夫多项式以及灰色模型对32颗GPS卫星进行钟差长期预报的基础上,选出预报效果最好的几个卫星钟及其预报模型,通过一定的定权方案得到时间基准。实验结果表明,用多个卫星钟通过加权来确定时间基准能提高预报精度且结果更稳定。