估计北斗卫星钟差频间偏差的一种方法_李浩军
一种北斗二代卫星钟差的数据质量控制方法

及 钟 差序列 拟合 预报 3 个 方 面分 析论证 所 提方法
的有效 性 。
1 ) 钟跳 的识别 。钟跳 在原 子钟 时域稳 定 性测
量 中是 不 可 避 免 的 , 相位 跳 变 对 应 于 频 率 峰 值 。
收 稿 日期 : 2 0 1 6 0 卜2 5
项 目来 源 : 国家 自然 科 学 基 金 ( 4 1 1 0 4 0 2 2 , 4 1 2 7 4 0 0 5 , 4 1 2 0 2 1 8 9 , 4 1 3 7 4 0 1 9 ,4 1 3 0 4 0 3 3 ,4 1 5 0 4 0 0 6 ) ; 宇 航 动 力 学 国家 重 点 实 验 室 开放 基 金
1 . 1 常 规 质 量 控 制 方 法
目前 对 G P S系 统 的星 载钟 差序 列 研究 较 多 ,
其常用 的数 据质 量控 制 内容 主要包 括 相频 数据 的 转换 、 数据绘 图分析 、 数据跳变 、 间断 的处理 以及 粗
差 的处理 。相关 文献 给 出了处 理不 合格 钟差 序 列
种 钟 差 质 量 控 制 策 略 可 以显 著 提 高北 斗 钟 差 序 列信 息提 取 的 准 确性 以及 钟 差 预报 精度 。
关 键 词 :北斗 卫 星钟 差 ; 数据质量控制 ; 钟跳; 粗 差探 测 ; 钟 差 预 报
中图分类号 : P 2 2 8
文 献 标 识 码 :A
原 子 钟 是 导 航 信 号 形 成 和 系 统 测 距 的星 上 时 间基 准 , 其 性 能 直 接 决 定 用 户 的 导 航 定 位 精 度 。北 斗 二 代 在 轨 卫 星 搭 载 国产 铷 钟 , 其 精 度 和稳定性相对差 于 G P S和 Ga l i l e o , 因 此 开 展 北 斗 系 统 星 载钟 的 数 据 质 量 控 制 方 法 研 究 对 提 高 北 斗 导 航 系统 定 位性 能 具 有 重要 价 值 ] 。 目前
一种新的方法对北斗三频观测数据质量进行评估

( C h i n a A c a d e m y o fs p o E e T e c h n o l o g y( X i ’ a n ) , Xi ’ a n 7 1 0 1 0 0 , C h i n a )
u s i n g t h e p s e u d o - r a n g e c a r r i e r p ha s e c o mb i na t i o n me t h o d.S i nc e o bs e r v a t i o n s ro f m t wo s a t e l l i t e s us e t wo
陈玲 玲 , 蒙艳 松 , 张 立 新
( 中国空 间技 术研 究 院西安 分 院 陕西 西安 7 1 0 1 0 0 )
摘要 : 针 对 北斗 导航 系统 的 测距信 号 ,特 别 是 载 波相位 观 测值 的精 确 与 否将 直接 影 响其 精 密应 用 ,
因此 本文 通过 伪距 多路 径误 差 和 载波相 位 噪 声两 个方 面对 北斗 三频 观 测数据 质 量进行 分析 。 利 用伪
据 利 用率 高 ; 伪 距 多路 径误 差 以及 卫 星载 波相位 观 测值精 度 均 与卫 星 高度 角成 正 比。 当卫 星 高度 角
大于 4 0 o 左右. 载波 相位 观测 值精 度 均在 3 m m 以内
关 键 词 :数 据质 量评 估 ; 三 频观 测数 据 ; 伪 距 多径 误 差 ;载 波相 位 观 测噪 声
3期 第 2 5卷 第 1
V0 1 . 25 No . 1 3
北斗卫星导航模拟器卫星钟差参数生成方法研究

北斗卫星导航模拟器卫星钟差参数生成方法研究杨晓昆;李锦清;徐沛虎;胡强【摘要】本文介绍了北斗卫星导航模拟器卫星钟差参数生成方法,提出了相应的计算方法.计算结果表明,文中给出的具体计算方法是正确的,其拟合精度以特定时间间隔的卫星钟差的误差表示时,误差精度小于1.1ns.【期刊名称】《现代导航》【年(卷),期】2018(009)001【总页数】4页(P6-9)【关键词】北斗;导航;钟差【作者】杨晓昆;李锦清;徐沛虎;胡强【作者单位】中国航天科工信息技术研究院,北京 100070;中国航天科工信息技术研究院,北京 100070;中国航天科工信息技术研究院,北京 100070;中国航天科工信息技术研究院,北京 100070【正文语种】中文【中图分类】P2280 概述北斗卫星导航系统简称北斗系统,其空间星座由5颗地球静止轨道(GEO)卫星、27颗中圆地球轨道(MEO)卫星和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星组成[1]。
北斗导航信号模拟器根据设计的BD-2卫星位置、接收机位置及空间环境影响等仿真计算导航接收机接收到的导航信号观测数据(包括载波相位、伪距和导航电文),采用模拟的方法生成导航接收机接收到的导航信号;并且能够显示系统运行时的BD-2卫星和导航站的位置、接收机载体的运行轨迹和各种参数。
其中一项关键的参数就是卫星钟差参数。
卫星钟差采用二阶多项式表示:a0:星钟偏差,相对于系统时间的偏差;a1:钟速,相对于实际频率的偏差系数;a2:半加速(频率漂移的一半)。
卫星钟一般为铷钟或铯钟,铷钟和铯钟的性能不尽相同。
钟差参数a0、a1、a2的获取可以分为两种方式:(1)钟差参数法钟差参数可以由用户通过界面设定,并可保存在文件中;也可从文件中读取。
(2)拟合参数法从文件中读取钟差值,通过拟合计算得到钟差参数[2]。
拟合方法采用最小二乘法。
国际GNSS服务(International GNSS Service, IGS)于1994年进入完全运行状态后开始提供 GPS精密星历[3]。
一种卫星钟差精度评估方法

个 虚 拟基 准钟 ; 二 是 用 跟 踪 网 络 中的一 个 接 收机
或卫 星 钟 作 为基 准 钟 7 - 9 ] 。但 无 论 采 用 哪 种 方 式 , 基 准钟 和标 准 时间 都 会存 在 一 个 时 间偏 差 , 这 就 使 得所 求 出 的卫 星的钟 差 中都增 加 了相 同大小 的时 间 偏差 ( 系统 性 偏 差 ) 。卫 星 钟 差 只有 相 对 钟 差 才 有 意义 , 因此 钟 差 精 度 评 定 方 法 不 同 于 其 他 G P S产 品。传 统 的一次 差法 不能 有效 的消去 系统性 偏 差对 钟差 精度 评定 的影 响 , 无法 很好 的评 估钟 差精 度 , 为
了能 够更 好 的消 去系 统性偏 差 对钟差 精 度评 定 的影 响, 本 文 对 精 密 卫 星 钟 差 的 精 度 评 定 方 法 进 , 不能将其简单的与 I G S最 终 产 品 作一 次差 比较 。 在 差分 定 位 时 , 卫 星 钟 系统 偏 差 能够 在 星 间差
为 基准 获得 的 , 测量 的是 测 站 与 卫 星 问 的相 对 时 间 延迟 , 因此 不能 同时 确定 卫星 和接 收机 钟差 , 为 了求
N( i ) =( 6 t ( i )一 t G s ( i ) ) ( 1 )
“
一
次差 法 ” , 直 接将估 计 的卫 星钟 差 与 I G S事 后 精
分 时被 消除 , 不会 对 最 终 的定 位 结 果 造成 影 响。在
非差 定位 中 , 卫星 钟差 与接 收机 钟差参 数一 一相 关 ,
卫星 钟 系统性 偏差 将 被 接 收 机 钟 差所 吸 收 , 也 不 会
GNSS 三频高精度卫星钟差估计与服务方法[发明专利]
![GNSS 三频高精度卫星钟差估计与服务方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c7f4e967a0116c175e0e481d.png)
专利名称:GNSS 三频高精度卫星钟差估计与服务方法专利类型:发明专利
发明人:李浩军,李博峰,王解先,项冬,葛海波
申请号:CN201410777037.5
申请日:20141217
公开号:CN104503223A
公开日:
20150408
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及GNSS(GPS、北斗、Galileo等) 三频高精度卫星钟差的估计与服务方法。
充分利用无电离层延迟相位组合L1/L2、伪距组合P1/P2对应卫星钟差与无电离层延迟相位组合L1/L5、伪距组合P1/P5对应卫星钟差差异的稳定特性、历元间差分算法的模糊度消去优势,进行GNSS(GPS、北斗、Galileo等)三频高精度卫星钟差的估计与服务。
为GNSS(GPS、北斗、Galileo等) 三频高精度卫星钟差的估计与服务提供新的理论与方法,提高计算效率,减少计算机的存储空间等。
此外,参数化的高精度卫星钟差差异替代了其对应的序列,减少了卫星钟差发布、服务中的通信流量。
说明书摘要中所涉及的观测,如L1、L2、L5、P1、P2、P5为GPS 系统中三频观测信号的传统表达,其他系统如北斗、Galileo系统等可以依次类推。
申请人:同济大学
地址:200092 上海市杨浦区四平路1239号
国籍:CN
代理机构:上海正旦专利代理有限公司
代理人:张磊
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北斗卫星导航系统实时定轨与钟差处理策略

北斗卫星导航系统实时定轨与钟差处理策略崔红正;唐歌实;宋柏延;刘荟萃;葛茂荣【期刊名称】《中国空间科学技术》【年(卷),期】2015(035)005【摘要】目前鲜有对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)实时精密定轨与钟差确定的研究,文章提出了BDS实时轨道与实时钟差处理策略,包括了观测与动力学模型、实时轨道与实时钟差处理流程与评估方法.尤其对于实时钟差,为了提高计算效率,联合使用两个独立并行的线程估计非差绝对钟差和历元间相对钟差.利用多模全球卫星导航系统试验(MGEX)与全球连续检测评估系统(iGMAS)实测数据进行了北斗实时轨道与钟差解算,BDS实时轨道径向平均精度对于GEO卫星优于20 cm,对于IGSO与MEO一般优于10 cm;钟差精度对于GEO卫星为0.5~4.5ns,对于IGSO/MEO为0.2~2.0ns.基于目前的轨道与钟差结果,实时精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)结果可以达到分米量级.【总页数】7页(P1-7)【作者】崔红正;唐歌实;宋柏延;刘荟萃;葛茂荣【作者单位】北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室,北京100094;北京航空航天大学宇航学院,北京100191;北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室,北京100094;北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室,北京100094;北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室,北京100094;德国地学研究中心,波茨坦14473【正文语种】中文【相关文献】1.北斗卫星导航系统双差动力法精密定轨及其精度分析 [J], 刘伟平;郝金明;田英国;于合理;张康2.多星定轨条件下北斗卫星钟差的周期性变化 [J], 周佩元;杜兰;路余;方善传;张中凯;杨力3.北斗卫星导航系统精密定轨技术研究现状 [J], 郝金明;刘伟平;杨力;李建文;吕志伟4.北斗卫星导航系统精密定轨和广播星历轨道精度分析 [J], 耿涛;苏醒;许小龙;徐夏炎;5.非差/双差模式GNSS精密定轨处理策略对比及精度分析 [J], 杨宇飞;徐君毅;许扬胤因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一种高精度实时GPS卫星钟差预测算法

一种高精度实时GPS卫星钟差预测算法雷雨;李变;赵丹宁;胡永辉【期刊名称】《中国空间科学技术》【年(卷),期】2014(034)004【摘要】为获得高精度实时GPS卫星钟差,文章提出一种基于多项式和最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LS-SVM)相结合的钟差预报方法.该方法采用国际GNSS服务发布的超快速观测星历建模进行短期预报,首先根据卫星钟的物理特性用附有周期项的多项式模型进行拟合以提取趋势项和周期项,然后用LS-SVM对多项式拟合残差进行建模预报,最后将预报结果加上趋势项和周期项,得到最终的钟差预报值.试验结果表明,所提算法能够实时有效地对GPS卫星钟差进行预报,且精度优于超快速预报星历.【总页数】7页(P39-45)【作者】雷雨;李变;赵丹宁;胡永辉【作者单位】中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院时间频率基准重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院时间频率基准重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600【正文语种】中文【相关文献】1.一种高精度GPS卫星钟差预报方法 [J], 陶庭叶;高飞;李晓莉2.一种基于OpenMP的高效GPS卫星钟差实时估计方法 [J], 高康;张守建;匡开发;曹新运;李建成3.GPS卫星钟差高精度模型化及在精密单点定位中的应用 [J], 廖汐琳;李浩军;赵润根4.实时GPS精密卫星钟差估计及实时精密单点定位 [J], 潘宗鹏;柴洪洲;董冰泉;刘鸣;王华润5.一种改进的混合差分实时GPS卫星钟差估计算法及其实现 [J], 陈永昌;袁运斌;艾青松;查九平;赵传宝因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
北斗三频数据的两个无电离层组合轨道钟差估计及其应用

摘要:本文针对全球连续监测评估系统(iGMAS)和国际多系统GNSS试验计划(MGEX)两个观测网接收到不同频率北斗卫星数据的情况,提出了一种北斗卫星(BDS)3个频率(B1I、B2I、B3I)的两种无电离层组合(B1/B3和B1/B2)数据精密定轨(POD)和钟差估计(CE)方法。
该方法可以统一处理上述两个观测网收到的北斗二代(BDS-2),北斗三代试验系统(BDS-3e)和北斗三代全球系统(BDS-3g)3个频率的观测数据,并在一次程序运行中对所有北斗卫星进行联合处理,可有效提高一次运行的数据使用率,从而提高参数估计精度。
采集了多天iGMAS、MGEX的GPS和BDS数据进行试验。
结果表明,对BDS-3e+BDS-2+GPS 联合定轨时,采用三频两组合方法后由于增强了观测几何,BDS轨道重叠RMS为15.9 cm,比传统双频法定轨精度提高11.3%。
新方法引入了与卫星端3个频率相关的码偏差,该量多天估计结果稳定,证明了模型和方法可靠。
将新方法用于BDS-3g+BDS-3e+BDS-2+GPS联合定轨,6颗BDS-3g的MEO卫星轨道重叠RMS为14.5 cm,钟差重叠RMS为0.43 ns,与BDS-3e的15.1 cm和0.49 ns相当。
开展了北斗卫星精密单点定位(PPP)试验,结果显示增加了BDS-3g的6颗MEO的精密轨道和钟差后,测站定位精度水平为39.6 mm,天顶为37.8 mm,比仅用BDS-2和BDS-3e卫星定位精度提高了11.1%。
关键词:北斗三频两组合数据精密定轨钟差估计北斗三代卫星导航系统Orbit determination and clock estimation via two ionosphere-free combinations of observation from BDS triple-frequency data and its applicationAbstract: The international GNSS monitoring and assessment system (iGMAS) and the multi-GNSS experiments (MGEX) receive BeiDou navigation signals on different frequencies. In this paper, orbit determination and clock estimation based on two ionosphere-free combinations of observation (B1/B3 and B1/B2) from BDS triple-frequency data is proposed.In this method, data of both networks from BeiDou 2nd generation (BDS-2), BeiDou 3rd generation test system (BDS-3e) and BeiDou 3rd generation global system (BDS-3g) can be processed uniformly in one program run, which can effectively improve data usage at one run, thereby improving parameter estimation accuracy. The GPS and BDS data of iGMAS and MGEX were collected for several days for testing. The results show that for the BDS-3e+BDS-2+GPS joint orbit determination, the orbit overlap RMS of the BDS MEO is 9.5 cm after using the triple-frequency two-combination method, which is 29% higher than the accuracy of traditional dual-frequency processing. The new method introduces a code bias parameter related to three frequencies of each involving BDS-2 satellite. The result shows values of the parameter are quite stable for continuous one-day solutions, which proves that the model is reliable. The new method is used for BDS-3g+BDS-3e+BDS-2+GPS joint orbit determination. The 6 BDS-3g MEO satellite orbit overlap RMS is 14.5 cm, and the clock error overlap RMS is 0.43 ns, which is equivalent to 15.1 cm and 0.49 ns of BDS-3e. The BDS precise point positioning (PPP) test was carried out. The results show that after adding the precise orbit and clock difference of the six MEOs of BDS-3g, the horizontal positioning accuracy of the station is 39.6 mm, and the zenith accuracy is 37.8 mm, which increases positioning accuracy by 11.1% than BDS-2 and BDS-3e satellites only.Key words: two ionosphere-free combination from triple-frequency data from BDS precise orbit determination clock error estimation BeiDou 3rd navigation satellite system 2016年中国开始建设第三代北斗卫星导航系统(BDS-3)[1]。
实时GPS精密卫星钟差估计及实时精密单点定位

预报钟 差 的 精 度 为 3 n s , 无 法 满 足 实 时 精 密 单 点 定 位 的精 度 要 求 , 因此依 托 全 球 G N S S观 测 数 据 对 卫
星钟差 进 行实 时估 计显 得很 有必 要 。 为 了推 动 实 时 精 密 单 点 定 位 的 发 展 , I G S于
第3 5卷 第 5期
2 01 5年 9月
海
洋
测 绘
Vo1 . 3 5. No . 5 Se p. , 201 5
H YDRO GRAPHI C SURVEYI N G AN D CHARTI NG
D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 1 — 3 0 4 4 . 2 0 1 5 . 0 5 . 0 0 3
及稳定性将直接影响实时精密单点定位的结果 。由 于G P S星 载原 子钟 的频 率非 常 高 , 极 易受 外 界 环境
因素 的影 响 , 同时 卫 星 原子 钟 的随 机 特性 表 现 为多 种幂 律 噪声 的叠加 , 具 有显 著 的非线性 特 征 , 对 卫 星 钟差 长 时 间预 报 精 度 不 高 。 目前 I G S提 供 的 I G U
对 于 实 时卫 星 钟差 的估 计 , 国 内外 学者 主 要 采
用 非差 法 , 历 元 问差 分 法 以及 混 合 非 差 和 混合 历 元 精 密单 点定 位 ( P P P ) l - 2 ] 自提 出 以来 得 到 了广 泛 的研 究 和 应 用 _ 3 ] , 尤 其 是 在 移 动 载 体 的精 密 定 位、 实时 G P S气 象 学 、 变形监测、 海 啸 监 测 与 预 警l 7 ] 等 领域 。精 密单 点 定 位依 赖 I G S提 供 的高 精 度卫 星钟 差 , 因此 实 时 精 密 卫 星钟 差 是 制 约 实 时精 密 单点定 位 应用 的关 键 。实 时精密 卫星 钟差 的精 度 问差分 法 。非差法 能 够直接 获得 卫星 钟差 的初始 偏 差 并且 可直 接 应 用 于 实 时 精 密单 点定 位 , I G S多 数 分 析 中心均 采用非 差方 式进 行钟 差估计 。本 文亦 采 用 非差方 式进 行实 时卫 星 钟 差估 计 , 首先 探 讨 了基
GPS卫星钟差高精度模型化及在精密单点定位中的应用

GPS卫星钟差高精度模型化及在精密单点定位中的应用廖汐琳;李浩军;赵润根【摘要】采用多项式和结合周期项的混合函数模型进行GPS卫星钟差高精度模型化与精度分析.结果表明,周期项对于卫星钟差模型化精度的提高具有重要作用.对于Rb钟卫星,BlockⅡF卫星钟差模型化精度0.03m(约0.1 ns)左右,BlockⅡR和BlockⅡR-M卫星钟差模型化精度0.05m(约0.2 ns)左右,而Cs钟卫星钟差模型化精度则低一个数量级.采用精密单点定位进行模型化结果分析得到,混合模型化钟差参与解算的定位结果精度可达cm级,收敛时间约为4h.以上表明,简单的模型化参数可在一定程度上代替繁琐的序列钟差,实现简化GPS卫星钟差服务模式.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2018(038)008【总页数】4页(P836-839)【关键词】卫星钟差;模型化;精密单点定位;多项式模型;谐函数模型【作者】廖汐琳;李浩军;赵润根【作者单位】同济大学测绘与地理信息学院,上海市四平路1239号,200092;同济大学测绘与地理信息学院,上海市四平路1239号,200092;武警黄金第10支队,昆明市,650111【正文语种】中文【中图分类】P228随着GNSS的广泛运用,在要求高精度、时效性的同时,服务模式的简化、服务产品的简单表达也引起广泛关注。
传统的卫星钟差数据主要来自于卫星传输的导航文件和IGS钟差产品,均以数据序列的形式提供,采样率为30 s、5 min、15min不等[1]。
高采样率的钟差序列数据量大,对传输服务和数据利用造成负担。
如果能利用数学模型分析钟差数据,并将其模型化,就能用简单的几个参数代替大量数据序列,在保证卫星定位精度不受影响的同时,简化卫星钟差长期以来的服务模式。
国内外学者在钟差函数模型方面的研究集中于多项式模型、Kalman 滤波模型[2]、灰色模型[3]、ARIMA 模型[4]、谐分析[5-8]及各种模型的组合等方面。
一种北斗二代卫星钟差的数据质量控制方法

一种北斗二代卫星钟差的数据质量控制方法田婕;黄观文;王利;张勤;刘五杰【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2017(037)002【摘要】考虑北斗二代卫星长期钟差序列中存在的钟跳、粗差及数据缺失现象,提出一种钟差序列的数据质量控制方法.利用频率序列识别钟跳,采用阈值法进行异常数据段剔除以及结合MAD和Baarda数据探测法共同进行粗差探测与剔除,再利用线性内插对缺失数据进行插补,得到干净的钟差序列.实测数据表明,这种钟差质量控制策略可以显著提高北斗钟差序列信息提取的准确性以及钟差预报精度.【总页数】6页(P215-220)【作者】田婕;黄观文;王利;张勤;刘五杰【作者单位】国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心,西安市友谊东路334号,710054;长安大学地质工程与测绘学院,西安市雁塔路126号,710054;西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,西安市雁塔路126号,710054;地理信息工程国家重点实验室,西安市雁塔路中段1号,710054;长安大学地质工程与测绘学院,西安市雁塔路126号,710054;西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,西安市雁塔路126号,710054;长安大学地质工程与测绘学院,西安市雁塔路126号,710054;西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,西安市雁塔路126号,710054;中铁隧道勘察设计院有限公司,天津市河北大街1号,300133【正文语种】中文【中图分类】P228【相关文献】1.估计北斗卫星钟差频间偏差的一种方法 [J], 李浩军;李博峰;王解先;徐天河2.一种新的方法对北斗三频观测数据质量进行评估 [J], 陈玲玲;蒙艳松;张立新3.北斗二代双频数据质量分析 [J], 刘青锋;郭邦满;华学勇4.一种新型北斗二代抗干扰零相位天线阵 [J], 魏景辉;廖林5.北斗二代混合星座数据质量分析 [J], 李卫军因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
利用遗传优化LSSVR进行导航卫星钟差预报

利用遗传优化LSSVR进行导航卫星钟差预报刘志强;王解先;李浩军;王成【期刊名称】《测绘科学技术学报》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】In order to improve the prediction precision of navigation satellite clock error, a method with the combi-nation of least squares support vector regression( LSSVR) and genetic algorithm( GA) was proposed. Considering the non-linear characteristics of satellite clock behavior, the LSSVR model for satellite clock error prediction was established using Gaussian radial basis function( RBF) as the kernel. Then GA was adopted to search the optimal parameter match automatically in a large scope which improved the generalization performance of the LSSVR mod-el. The proposed method was tested on GPS satellites for short-term clock error prediction and compared to the con-ventional methods simultaneously. The results show that the new GA-LSSVR model performs well and robustly for different satellite and clock types. It appreciably restrains the divergent trend of prediction biases growing with pre-diction interval increment and generally outperforms the conventional methods.%为提高导航卫星钟差预报的精度,提出了一种最小二乘支持向量回归( LSSVR)和遗传算法( GA)相结合的导航卫星钟差预报方法。
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C3)。 两 组 无 电 离 层 延 迟 相 位 、伪 距 组 合 如 下
IFB1,B2=ρ+δr1,2-δs1,2+amb3+T+ε1 (1)
IFC1,C2=ρ+δr1,2-δs1,2+T+ω1
(2)
IFB1,B3=ρ+δr1,3-δs1,3+amb6+T+ε2 (3)
IFC1,C3=ρ+δr1,3-δs1,3+T+ω2
(4)
式中,IFB1,B2 为 B1/B2 对 应 的 观 测 值;IFC1,C2 为
C1/C2对应的 观 测 值;IFB1,B3 为 B1/B3 对 应 的 观
三频信号的发 射 与 对 应 服 务,将 逐 步 成 为 各 GNSS系统工作的常规模式。 针对三频观测的研 究,主要有 周 跳 探 测 与 修 复 ,三 [15-16] 频 观 测 组 合 方法[17-19]、基于双 差 观 测 模 型 的 相 对 定 位 及 其 模 糊度的 固 定 等 [6-7,20-21] 。 对 于 多 频 观 测 信 号 卫 星 钟差的解算与服务将逐步展开。基于传统方法进 行 卫 星 钟 差 计 算 时 ,两 组 无 电 离 层 延 迟 相 位 、伪 距 组 合 (B1/B2、C1/C2 和 B1/B3、C1/C3)会 被 采 用。数据处 理 中,解 算 参 数 会 成 倍 增 加,如 模 糊 度 、卫 星 钟 差 等 。 为 了 提 高 计 算 效 率 ,简 化 三 频 观 测 卫 星 钟 差 的 解 算 内 容 、步 骤 ,本 文 提 出 一 种 进 行 北斗系统三频信 号 卫 星 钟 差 的 估 计 方 法,并 给 出 对应的服务 策 略。 利 用 实 测 的 观 测 数 据,验 证 了 本文所提方法的有效性。
1 数 学 方 法
一般情况下,卫 星 钟 差 采 用 无 电 离 层 延 迟 相 位 、伪 距 组 合 求 解 。
1.1 目 前 频 间 卫 星 钟 差 偏 差 解 算 方 法
三频 观 测 可 形 成 两 组 无 电 离 层 延 迟 相 位
(B1/B2 和 B1/B3)、伪 距 组 合 (C1/C2 和 C1/
估计北斗卫星钟差频间偏差的一种方法
李 浩 军1,2,3,李 博 峰1,王 解 先1,徐 天 河2,3
1.同济大学测绘与地理信息学院,上海 200092;2.地理信息工程国家重点实验室,陕西 西安 710054; 3.西安测绘研究所,陕西 西安 710054
A Method for Estimating BeiDou Inter-frequency Satellite Clock Bias
第 45 卷 第 2 期
20 16 年 2 月
测 绘 学 报 Acta Geodaetica et Cartographica Sinica
Vol.45,No.2 February,2016
引文格式:李浩军,李博峰,王解先,等.估计北斗卫星钟差 频 间 偏 差 的 一 种 方 法 [J].测 绘 学 报,2016,45(2):140-146.DOI:10.11947/j. AGCS.2016.20150226. LI Haojun,LI Bofeng,WANG Jiexian,et al.A Method for Estimating BeiDou Inter-frequency Satellite Clock Bias[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2016,45(2):140-146.DOI:10.11947/j.AGCS.2016.20150226.
Abstract:A new method for estimating the BeiDou inter-frequency satellite clock bias is proposed,considering the shortage of the current methods.The constant and variable parts of the inter-frequency satellite clock bias are considered in the new method.The data from 10observation stations are processed to validate the new method. The characterizations of the BeiDou inter-frequency satellite clock bias are also analyzed using the computed results.The results of the BeiDou inter-frequency satellite clock bias indicate that it is stable in the short term. The estimated BeiDou inter-frequency satellite clock bias results are molded.The model results show that the 10 parameters of model for each satellite can express the BeiDou inter-frequency satellite clock bias well and the accuracy reaches cm level.When the model parameters of the first day are used to compute the BeiDou inter- frequency satellite clock bias of the second day,the accuracy also reaches cm level.Based on the stability and modeling,a strategy for the BeiDou satellite clock service is presented to provide the reference of our BeiDou. Key words:triple-frequency signals;precise point positioning;inter-frequency clock bias;BeiDou Navigation Satellite System Foundation support:The National Natural Science Foundation of China(Nos.41204034;41174023;41374031); The Science and Technology Commission of Shanghai Municipality Project(No.14511105000)
LI Haojun1,2,3,LI Bofeng1,WANG Jiexian1,XU Tianhe2,3
1.College of Surveying and Geo-Informatics,Tongji University,Shanghai 200092,China;2.State Key Laboratory of Geo-information Engineering,Xi’an 710054,China;3.Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping,Xi’an 710054,China
第2期
李 浩 军 ,等 :估 计 北 斗 卫 星 钟 差 频 间 偏 差 的 一 种 方 法
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在 基 于 双 差 观 测 的 相 对 定 位 中 ,与 卫 星 、接 收 机 相 关的偏差可以完 全 抵 消,从 而 不 影 响 现 有 研 究 成 果的应用 。 [6-7] 然而,在采用非差观测的数 据 处 理 中,需 要 严 格、细 致 地 考 虑 各 个 偏 差 的 特 性、补 偿 措 施 。 通 常 ,采 用 无 电 离 层 延 迟 伪 距 、相 位 组 合 联 合解算得到卫星钟 差 。 [8-10] 数 据 处 理 中,伪 距、相 位观测分别采用不同的权以减弱伪距观测噪声对 解算参数的影响。虽然伪距观测对应的权与相位 观测相比较 小 ,但 [11-12] 其 对 卫 星 钟 差 的 贡 献 不 容 忽视。伪距观测数据的参与保证了卫星钟差产品 中卫星硬件偏差 的 存 在,以 使 解 算 得 到 的 钟 差 产 品不影 响 伪 距 定 位 的 精 度 和 模 糊 度 的 解 算 。 [13] 对实测的 GPS、北 斗 三 频 相 位 观 测 研 究 表 明:不 同的无电离层延 迟 相 位 组 合 间 存 在 偏 差,使 得 以 无电离层延迟 相 位 组 合 L1/L2、B1/B2 解 算 得 到 的卫星钟 差 不 能 直 接 应 用 于 无 电 离 层 延 迟 组 合 L1/L5、B1/B3的 高 精 度 定 位 中 。 [2-5,14] 基 于 这 一 发 现 ,文 献 [2—5,14]对 三 频 观 测 频 间 钟 差 偏 差 的 解算方法与结果分析进行了大量研究。研究成果 表明,三频信号 频 间 钟 差 偏 差 在 (-18,18)厘 米 范 围 内 以 正 、余 弦 函 数 的 特 性 变 化 。 显 然 ,只 采 用 相位观测解算得到的频间卫星钟差偏差中缺少了 卫星硬件偏差常数部分的存在。尽管这一结果不 会影响采用相位 观 测 进 行 的 定 位,但 会 影 响 模 糊 度的特性与解算策略以及仅采用伪距信号定位的 精 度[13]。
随 着 GNSS 的 发 展,现 代 化 之 后 的 GPS 系 统、北斗卫星 导 航 系 统 等 [1] 已 经 开 始 三 频 信 号 的 发 射 ,其 中 北 斗 是 目 前 唯 一 全 星 座 提 供 三 频 信 号
的 卫 星 导 航 系 统 。 研 究 表 明 ,受 卫 星 、接 收 机 硬 件 延迟、太 空 环 境 等 影 响,采 用 不 同 频 率 观 测、观 测 组合解算得到的卫星钟差间存在一定的差异 。 [2-5]