基于广播星历的单站载波相位授时算法

针对传统单站授时算法的局限性,提出了一种基于广播星历的单站载波相位授时算法。该算法在标准单点定位授时算法仅采用伪距观测量的基础上,增加了载波相位观测量,授时精度得到了显著改善;该算法与精密单点定位授时算法相比,不需要精密轨道和钟差,摆脱了IGS等外部事后精密星历产品的依赖,能够广泛应用于实时授时。并利用IGS站观测数据进行实验分析,结果表明,单站载波相位授时精度明显优于标准单点定位授时算法,授时精度可达1~2 ns。     

iGMAS GNSS钟差产品综合与评估

高精度卫星导航定位离不开精密钟差改正信息,钟差产品综合与评估是产品综合与服务中心(ISC)的重要任务之一。本文首先介绍了ISC钟差产品综合策略和抗差估计方法,重点阐述了非线性系统误差处理、钟差参考基准统一及残余线性偏差补偿;然后,对比逐历元对准方法和"三步"校准法两种不同综合产品的精度和稳定性,并对iGMAS近两年的钟差产品进行了评估和详细分析;最后,为验证综合产品的精度和一致性,采用5个测站的静态数据进行了PPP测试。计算结果表明:综合钟差的RMS最优且稳定,可作为评估分析中心产品精度的参考解。此外,综合产品北斗单系统静态PPP的结果优于多数分析中心,位置精度在4cm以内。     

SSA+FBPF方法及其在北斗卫星钟差周期项提取中的应用

针对奇异谱分析(singular spectrum analysis,SSA)方法在重建准周期项时容易存在频率混叠的现象,傅里叶带通滤波器(fourier band pass filtering,FBPF)提取准周期项时,边界值极易受到残留的趋势项的影响而导致其不够精确,本文提出了一种SSA与FBPF相结合的方法(SSA+FBPF),即先利用SSA方法对信号进行分层选组重建,再对重建信号进行傅里叶带通滤波。仿真试验结果表明在信噪比(SNR)为0.017的情况下,SSA+FBPF方法重建周期信号精度比SSA方法提高了35%,比FBPF方法提高了26%,这说明该方法不仅抑制趋势项对边界值的影响,而且具有良好抗噪声干扰的能力。将SSA+FBPF方法用于重建北斗卫星PC06和PC07的24h周期项,发现北斗卫星钟PC06和PC07周期项幅值均存在明显变化。     

顾及钟差变化率的GPS卫星钟差预报法

提出了一种基于钟差变化率拟合建模的卫星钟差预报方法。以附加周期项的线性或二次多项式作为基础模型对钟差变化率序列进行拟合,最优估计卫星钟差的趋势项系数,然后直接使用精密定轨得到的相应时刻的卫星钟差计算预报初始时刻的基准项系数,来建立卫星钟差的预报模型。以IGS发布的快速星历(IGR)的卫星钟差为试验数据,对GPS星座中各种型号的所有卫星钟差进行预报。结果表明:本文方法3、6、12与24h的预报精度分别可达0.43、0.58、0.90与1.47ns,相比于传统的基于钟差拟合的预报方法,精度分别提高69.3%、61.8%、50.5%与37.2%;与IGS发布的超快速星历(IGU)的预报钟差相比,钟差精度分别提高15.7%、23.7%、27.4%与34.4%。     

估计北斗卫星钟差频间偏差的一种方法

针对北斗频间卫星钟差偏差现有估计方法的不足,提出一种估计方法。该方法不仅顾及频间卫星钟差偏差的变化部分也顾及了其常数部分。采用10个观测站数据,验证了本文提出的算法,分析了北斗频间卫星钟差偏差的特性。在短期内,北斗频间卫星钟差偏差常数部分具有稳定性。对采用新算法计算得到的北斗频间卫星钟差偏差进行了模型化,结果表明,每颗卫星对应的频间钟差偏差可以利用10个参数予以高精度表示,对应精度可以达到厘米级。当采用第1天的模型参数进行第2天频间卫星钟差偏差值计算时,可实现厘米级结果。基于北斗频间卫星钟差偏差的稳定性与可模型化性,提出了高精度北斗卫星钟差服务策略,为我国高精度北斗卫星钟差服务提供参考。     

模拟退火算法的灰色模型钟差预报

针对传统灰色模型的预报效果不好的问题,文章提出了一种基于模拟退火算法的灰色模型钟差预报方法,采用模拟退火算法代替最小二乘求解灰色模型参数,较好地优化了灰色模型的参数估值。算例结果表明,基于模拟退火算法的灰色模型较传统的灰色模型,不仅能提高钟差的短期预报精度,而且对钟差的长期预报精度也有一定的改善。     

双向不对等几何路径对卫星双向时间频率传递的影响

分析了在卫星双向时间频率传递中,由地面站间钟差和卫星运动引起的双向几何路径不对等导致的双向几何路径时延差对双向时间比对计算结果的影响。选取了3颗卫星（中卫1号、北斗3G、IGSO70）和3组地面站（北京-成都、北京-喀什、北京-三亚）组成的9条卫星双向时间频率传递链路作仿真计算。对于这9条链路,仿真结果显示：1）当两地面站间钟差在1μs～10 ms范围内时,通过GEO卫星比通过IGSO卫星的双向不对等几何路径时延之差对双向时间比对计算结果的影响（τ值）较小;2）假设地面站间钟差在1 ms内时,通过 GEO卫星的卫星双向时间比对链路所对应的τ值均在皮秒量级,一般可忽略;通过 IGSO 卫星的卫星双向时间比对链路所对应的τ值均在纳秒量级,一般不可忽略。     

在线PPP服务系统对钟跳的处理能力分析

对比分析了CSRS-PPP、APPS、GAPS、magicGNSS 4款在线PPP服务系统对钟跳数据的处理能力。结果表明,CSRS-PPP的稳健性最好,能够有效处理三类ms级钟跳的数据;APPS能够有效解决第一类ms级钟跳对定位的不利影响,但其对第二类ms级钟跳缺乏必要的控制;GAPS则完全没有顾及钟跳的影响,当发生第一、二类钟跳时,定位结果反复重新初始化,严重影响了PPP的定位精度;magicGNSS的稳健性最差,即便是对于许多不存在钟跳的数据,其定位结果也相对较差,甚至经常出现解算失败的现象。此外,还对计划升级为在线PPP服务系统的TriP 3.0的钟跳处理能力进行了简要分析,结果表明,该软件能够有效处理各类钟跳数据,定位精度较高。     

一种利用加窗LSSVM拟合GPS在轨卫星钟差的算法

利用最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)来对GPS在轨卫星钟差数据进行拟合,针对LSSVM拟合钟差两端发散的现象,利用加窗的方法进行抑制。采用IGS提供的精密钟差进行算例分析,发现加窗LSSVM钟差拟合算法比现有的钟差拟合算法精度更高,且基于多项式的核函数比较适合加窗LSSVM钟差拟合。     

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。