低轨卫星导航增强系统精密星历设计方法研究

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99%以上。     

BDS区域卫星导航系统空间信号精度评估

针对BDS区域卫星导航系统的空间信号精度评估问题,分析利用精密星历进行空间信号评估的算法以及SISURE的投影原理,讨论BDS不同星座的参数选择。估计BDS各个卫星的空间信号精度,估算出SISURE综合误差的平均值为1.54 m,与GPS的空间信号精度还存在一定差距。针对个别导航卫星某些分量误差偏大的情况进行分析,发现GEO卫星SISURE个别时段较差和轨道机动有一定关系,并明确了BDS实际的空间信号精度,可为BDS用户提供一定参考。     

利用基准站观测资料确定GPS卫星轨道

介绍了目前国际上GPS卫星定轨现状、定轨工作原理和计算所采用的方法。利用中国地壳运动观测网络基准站的观测数据，进行自主星历的计算，获得了GPS卫星的轨道信息并进行了结果的精度分析。研究了基准站的选取，讨论了精度较高、计算用时较少的基准站选取方案。由该网络得到的自主星历的精度在0．4m以内。     

五次样条插值在GPS卫星轨道标准化中的应用

基于GPS广播星历,利用五次样条插值算法进行卫星轨道标准化计算,计算结果表明该方法具有较高的逼近精度及良好的整体光滑性,并且克服了其他插值方法的一些缺点.     

利用超快速精密星历约束的北斗卫星实时精密定轨

以广播星历为起算轨道的北斗卫星实时滤波精密定轨往往需要较长收敛时间,针对此,提出利用超快速精密星历约束的实时精密定轨方法。通过MGEX跟踪网全球分布的51个测站连续7 d的实测数据,利用平方根信息滤波对北斗卫星实时精密轨道进行确定,并以3 d解事后轨道作为参考,评估北斗卫星实时滤波轨道精度。结果表明,利用广播星历作起算轨道时,北斗实时滤波轨道平均需要经过15 h收敛才能达到稳定,而新方法在这段时间内轨道变化较为平稳,未出现明显的收敛现象,并且7 d时间内GEO卫星在切向、法向和径向上RMS分别优于2.5 m、20 cm和30 cm,IGSO和MEO卫星在3个方向上分别优于30 cm、15 cm和10 cm。
     

基于运动学和简化动力学的SWARM卫星精密定轨研究

基于运动学和简化动力学方法,使用星载GPS观测数据,对SWARM卫星进行精密定轨,将轨道结果与ESA发布的事后科学轨道进行作差分析。结果表明：运动学轨道径向、切向和法向7 d平均RMS均小于3 cm,定轨精度达到cm级;简化动力学轨道径向平均RMS在0.65 cm左右,切向和法向在1.3 cm左右,高于预期要求。此外,使用IGS快速星历对SWARM卫星进行定轨,其精度与精密定轨精度近似相等,而在SWARM卫星近实时定轨研究中,使用IGS超快速星历确定的运动学轨道3D-RMS为9.68 cm,简化动力学轨道3D-RMS为3.61 cm,低于IGS快速星历的定轨精度。     

基于长期数据的北斗广播星历精度评估

介绍了广播星历精度评估的基本原理和方法,并利用2013-01~2015-04共28个月的广播星历数据,分析比较了北斗不同类型卫星的轨道精度、钟差精度及整体精度的短期和长期变化趋势。结果表明,GEO卫星广播星历的轨道精度约为1.8 m,钟差精度优于6 ns;IGSO和MEO广播星历的轨道精度优于1.2 m,钟差精度优于4 ns,整体上优于GEO卫星。从长期变化趋势来看,北斗广播星历的精度有逐渐提高的趋势。     

GNSS广播星历精度评定与对比

以gbm精密星历和钟差作为参考真值,对GPS、BDS、Galileo以及GLONASS四大系统2017-02-01~02-28的广播星历、钟差以及卫星空间测距误差（SISRE）的精度进行对比分析。结果表明,GPS轨道径向、切向、法向的精度为1 m、0.4 m、0.8 m左右,钟差约为2 ns,卫星信号测距误差（SISRE）约0.4 m;BDS不同类型卫星表现出很大差异;Galileo卫星的径向、切向、法向的精度为0.3 m、0.3 m、0.2 m,钟差约3 ns,SISRE约1 m;GLONASS卫星的径向、切向、法向精度为0.4 m、1.0 m、0.4 m,钟差约7 ns,SISRE约2 m。     

基于水汽辐射计与GPS湿延迟的对比研究

利用事后精密星历和快速预报星历分别解算GPS对流层延迟，由Saastamoinen模型求得对流层干延迟，对流层湿延迟为对流层延迟与干延迟的差值。精密星历与快速预报星历的GPS湿延迟结果和水汽辐射计观测数据比较，得出精密星历湿延迟结果与水汽辐射计数据的差值的均方根为1．51cm；快速预报星历湿延迟与水汽辐射计数据的差值的均方根为1．52cm。     

GPS双频相位平滑伪距在卫星预报钟差精度评定中的应用

利用Hatch滤波对双频消电离层组合伪距观测值进行相位平滑讨论,对原Hatch滤波公式中的定权方法进行了改进.在此基础上,利用伪距与星地距比对法对广播星历中卫星预报钟差精度评定进行了研究.计算结果表明:载波相位平滑能有效地提高伪距观测量的精度,从而提高伪距与星地距比对法评估卫星预报钟差的可行性.利用双频消电离层相位平滑伪距计算的卫星钟差精度优于1 ns(1σ),测定的卫星钟差与实际卫星钟差不存在系统差.     

基于FJCORS资料探测大气可降水量的研究

本文采用超快速预报星历处理福建省连续运行卫星定位服务系统(FJCORS)资料得到大气可降水量(PWV),分别与同期采用最终精密星历和探空资料获得的PWV进行对比,结果表明:采用不同星历反演的PWV偏差在0.25 mm以内,并与探空结果具有较好的一致性,相关系数达到0.92,因此采用预报星历可以近实时反演PWV。对2015年"苏迪罗"台风登陆福建前后的PWV动态分析研究,表明PWV资料可以很好地监测水汽时空分布和变化,有助于分析强降雨天气的水汽传输过程,对预报强降水具有重要的指示作用。     

基于B1C/B2a观测数据的北斗卫星精密定轨及广播星历轨道分析

利用开通全球服务以来近2 a的iGMAS和MGEX观测数据,确定并分析北斗三号卫星B1C/B2a数据的长时序定轨性能,以评估广播星历轨道对用户定位的影响。结果表明,基于新频点B1C/B2a观测数据的北斗三号MEO卫星精密轨道径向精度约为3 cm, IGSO约为8 cm。除GEO外,北斗三号IGSO/MEO卫星的广播星历轨道在径向、法向和切向的平均精度约为0.11 m、0.36 m和0.38 m,均优于GPS卫星;卫星轨道引起的用户测距误差(SISRE)约为14.5 cm。然而,广播星历轨道的激光测卫(SLR)检核残差结果显示,其轨道径向存在明显系统性偏差,最大可达近10 cm。     

基于轨道根数的LEO广播星历参数设计

对LEO轨道摄动变化进行分析,在原有16、18广播星历参数的基础上提出适用于LEO卫星的22、24广播星历参数。500~1 500 km仿真及实测卫星轨道数据实验结果表明,22参数20 min星历拟合URE优于6 cm。     

利用区域跟踪网进行GPS定轨研究

计算了全球网和区域网独立的定轨精度,并将区域网融合到全球定轨当中,研究了区域网对跟踪弧段卫星的改进效果.     

一种BDS广播星历异常值实时探测方法

针对BDS广播星历提出一种实时异常探测方法。首先通过检查广播星历参数是否超限来判断异常广播星历;然后计算相邻历元广播星历在中间时刻的空间信号测距差SISRD,基于广播星历的一致性进行异常值探测;最后对ALIC、AREG、ABMF、GENO测站的BDS广播星历数据进行异常探测,以最终精密星历探测结果作为参考进行验证。结果表明,该方法能够准确地探测出异常广播星历。     

北斗卫星广播星历精度分析

讨论了BDS卫星广播星历精度分析方案,通过BDS卫星广播星历与IGS MGEX的GBM分析中心精密星历产品进行比较,统计分析连续一个月所有在轨健康BDS卫星的广播星历轨道及钟差的误差特性。结果表明：1）当前BDS卫星广播星历轨道误差的径向均方根误差在1 m以内,GEO类型卫星的轨道切向、法向精度在8 m以内,IGSO、MEO类型卫星的轨道切向、法向精度在4 m以内;2）BDS卫星钟差误差与轨道类型没有关系,其精度在10 ns左右;3）从空间信号测距误差（SISRE）角度分析,BDS卫星广播星历整体精度与BDS卫星轨道类型关系不明显,BDS卫星广播星历整体精度优于2 m。     

IGS精密星历和钟差的算法比较研究

通过编程对IGS精密星历和钟差的Lagrange插值、Neville插值、线性插值、多项式拟合算法等进行分析。结果表明:对于精密星历,插值算法的精度较相同阶次的拟合算法差,在拟合与插值时,选择最佳的阶数,其精度可达到毫米级;对于钟差,采用线性插值算法更为简单有效。     

GLONASS卫星广播星历精度分析

讨论了对GLONASS卫星广播星历进行误差分析采取的方案;通过对GLONASS广播星历与IAC分析中心精密星历与钟差产品的比较,分析了连续两周所有健康GLONASS卫星的广播星历轨道及钟差的误差特性。分析结果表明：当前GLONASS广播星历轨道误差的径向均方根误差在1 m以内,切向均方根误差在6 m以内,法向均方根误差在4 m以内,GLONASS钟差误差均方根误差在15 ns以内;从空间信号测距误差(SISRE)分析, GLONASS卫星广播星历整体精度优于4.5 m。     

参数加权的Givens变换算法及其在导航卫星广播星历拟合中的应用

推导参数加权的Givens变换解算公式,并用于控制导航卫星星历参数估值.计算结果表明,参数加权的Givens变换算法不仅数值稳定性好、计算效率高,而且能简单地给出合适的参数先验权,很方便地使超限的导航卫星广播星历参数估值回落在所要求的范围内.