灰色模型在快速卫星钟差预报中的应用

GPS实时精密单点定位需要实时的、精确的、可靠的预报卫星钟差预报,因此卫星钟差的预报是一项非常重要的工作,它对实时的高精度导航定位具有重要意义。为导航定位提供时间标准的导航卫星原子钟是非常精密的仪器,对外界环境非常敏感,无法将卫星钟差作为普通的白噪声处理,可以但可将卫星钟差看作是灰色系统来进行研究。本文根据灰色系统相关理论,将灰色系统模型GM(1,1)应用到卫星钟差的预报,并用IGS超快速星历建立了预报卫星钟差的灰色预测模型,研究了卫星钟差的变化规律。结果表明:灰色模型可用于卫星钟差的短期预报,它对超快速星历的预报精度与IGS产品中的IGU超快速星历本身的预报精度相当。     

基于噪声估计的卡尔曼滤波用于GPS卫星钟差预报研究

利用重叠哈达玛方差确定卫星钟噪声随机模型,采用顾及钟差随机噪声模型的卡尔曼滤波进行钟差预报分析,并与最小二乘预报算法相比较,得出以下结论:卡尔曼滤波进行1 d以内的短期预报时,精度达到亚纳秒级,优于最小二乘预报算法,在长期预报或拟合数据量较少时,最小二乘预报精度优于卡尔曼滤波。     

基于RBF神经网络的多系统钟差预报算法

针对海上条件下,对于实时定位应用,实时数据流无法下载的情况,文中提出一种基于RBF神经网络的卫星钟差预报算法,给出基函数的中心、方差以及隐含层到输出层的权值的计算方法,采用滑动窗口的方法,用样本数据训练后的网络预测下一个历元的钟差值,依次往后训练网络直到预测完整个时间段,通过实验验证了算法的可用性。短期预报中,GPS预报精度在1 ns以下,BDS和GLONASS在2～3 ns左右;长期预报中,GPS预报精度在几十纳秒左右,而BDS和GLONASS在几百纳秒左右,文中给出了相应的结果分析。     

北斗卫星导航系统SISURE初步评估

北斗导航系统自2018年12月27日提供全球服务以来,其服务性能受到了极大关注.以上海天文台iGMAS (International GNSS MonitoringAssessment System)分析中心发布的精密轨道、钟差产品作为基准,评估了2019年年积日3–12 d的北斗二号、北斗三号以及GPS广播星历的轨道、钟差和空间信号用户测距误差(Signal in Space User Ranging Error, SISURE,简称为URE),并且对北斗卫星导航系统结果进行了详细的分析.结果表明:在评估时间段内,北斗三号广播星历轨道精度、URE均明显优于北斗二号,且部分结果优于GPS.北斗三号广播星历轨道径向精度最高,优于0.2 m.北斗三号全部卫星URE均值优于0.4 m, URE RMS (root mean square)优于0.5 m.北斗二号每颗卫星URE均值、95%URE (置信度为95%的URE)、URE RMS小于2 m,北斗三号每颗卫星URE均值、95%URE、URE RMS小于1 m,均达到了系统公开承诺的服务性能标准.     

虚拟通信媒介模式北斗CORS跨网服务无缝切换通信模型实现

目前国内各省市北斗CORS服务系统相互独立运行,不同省服务系统账户无法通用,在一定程度上影响北斗高精度位置服务的社会化应用范围。针对此难题,本文基于移动通信技术,提出了一种虚拟通信媒介模式的CORS跨网服务无缝切换通信模型,实现了用户跨省使用北斗高精度服务的无缝切换和实时获取高精度定位数据。该方法不改变目前各省市CORS服务业务流程,且用户无需重新注册账号,即可实现在不同省市使用CORS服务的无缝切换。经测试,该方法实现跨省切换并获得高精度定位数据的平均用时为9.029 s,可应用于多省市跨网服务及国家"北斗位置服务一张网"建设。     

AR模型中AO类异常值探测及其在GPS卫星钟差预报中的应用

基于EM算法,提出一种AR模型中AO类异常值(additive outlier)探测的算法。该算法可同时进行AR模型拟合与AO类异常值探测,并可有效地解决成片AO类异常值探测时所产生的掩盖和淹没问题。最后,将本文算法应用于GPS卫星钟差预报之中。本文算法可以准确探测出钟差历史观测序列中的AO类异常值,并可对卫星钟差进行精确预报。     

基于星间链路体制的北斗卫星时间同步可行性分析

BD-3试验星上搭载了Ka频段星间链路（ISL）设备,可进行Ka波段对地观测。推导了星间链路时分观测体制双向时间同步的数学模型;以ISL星地观测数据为样本分析ISL体制时间同步的可行性,并与L波段观测结果比对。结果表明,ISL体制钟速拟合参数与L波段结果一致性较好,7 d和3 d弧段拟合精度在1 ns以内,1 d和1 h弧段拟合精度均在0.2 ns以内,较L波段拟合精度有所提高,其中1 d为最优拟合时长;利用7 d的实测星地钟差进行向后1 d的钟差预报,结果显示,ISL星地钟差1 d预报误差为2 ns,较L波段预报精度略有提高;最后采用星地星间联合钟差观测,2 d内观测残差为0.52 ns,验证了ISL钟差观测的可行性。     

基于GPS的人工地震测深零时仪研制

在人工地震测深野外数据观测系统中,通过人工爆破激发地震波,利用布设在测线观测点位上的地震仪采集来自地壳上地幔的地震波震相信息来进行地震成像,获得研究区地壳上地幔精细结构、深浅部构造关系和发震构造的空间展布特征,进而研究岩石圈演化和动力学过程。为进行后期地震波资料信息的精确处理,需获得人工爆破地震波激发时刻的高精度时间和地理坐标信息。设计一种基于AT89C5115微处理器的GPS同步零时仪装置,介绍其硬件结构设计和固件程序实现方法,授时精度达微秒级,具有人机交互控制和信息数据通信功能。经室内测试和野外实验,零时仪装置运行稳定可靠,能完全满足野外测深工作的需要。     

一种卫星钟差精度评估方法

GNSS观测量测量的是测站与卫星间的相对时间延迟,卫星钟差求解的是相对于基准钟的相对钟差,因此卫星钟差的精度评估方法不同于其他GNSS产品。分析了卫星钟差的精度评估方法,采用消除卫星钟系统偏差的方法进行钟差精度的评估,得到的各产品的精度评定结果与各产品公布的钟差精度基本一致,证明了此方法的有效性。     

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