浅谈GPS广播星历误差及其对定位结果的影响

采用广播星历,GPS用户能够观测并获得实时数据,在实时定位与导航领域发挥着重要作用。结合星历参数情况,可以计算相对精确的卫星坐标,但是这一精度也将随着历元和参考历元的观测间隔时间的增加而有所降低。本文结合GPS广播星历应用的实际情况,针对GPS广播星历的误差及其对定位结果的影响进行分析与讨论。     

GPS/GLONASS广播星历精度分析

广播星历误差直接影响卫星定位的精度,对GPS和GLONASS的广播星历精度进行对比分析,可为组合定位中观测值定权提供依据。为此,以NGA和IAC精密星历为参考,分析了连续两周GPS和GLONASS健康广播星历的轨道和钟差精度,结果表明,目前GPS广播星历轨道空间信号误差(SISRE)优于0.8m,钟差均方根误差在7ns以内,GLONASS广播星历轨道SISRE优于1.5m,钟差均方根误差在15ns以内;同样以SISRE为指标,得出GPS广播星历整体精度优于2m,GLONASS优于5m,建议组合系统定权时可将GPS和GLONASS广播星历先验精度分别设为2m和5m。     

利用广播星历计算卫星的瞬时坐标

为了提高GPS卫星轨道计算的精确性和实时性,通过对GPS卫星的广播星历进行分析,利用从广播星历中获取的开普勒轨道参数和轨道摄动修正项,以RINEX格式的广播星历为例,通过编程,计算卫星的轨道位置坐标,并将其与当天的精密星历所提供的卫星轨道位置坐标进行对比,并对广播星历的轨道精度进行初步的讨论。通过实例分析了利用广播星历的轨道参数、拉格朗日多项式插值这两种方法计算卫星任意时刻的坐标,并进行了精度比较。     

基于广播星历的GPS卫星轨道误差分析

卫星星历代表了卫星的轨道状态,是卫星导航定位的基础。广播星历是用户实时接收的卫星星历,广播星历的误差对定位的精度影响很大。本文介绍了利用GPS广播星历计算卫星位置的方法,通过拉格朗日插值多项式和切比雪夫拟合多项式来内插IGS精密星历来分析广播星历的GPS卫星坐标误差。结合空间环境分析了GPS卫星轨道误差与太阳活动状况的关系。     

GPS广播星历误差对单点定位结果的影响

本文根据GPS广播星历计算了卫星坐标和卫星钟差,并与IGS提供的精密星历和精密钟差对比,分析了广播星历对伪距的影响。编写了单点定位程序,计算和分析了广播星历对单点定位的影响规律,得到一些有益的结论。     

GPS基线向量网平差方法研究及程序计算

针对GPS基线向量网平差所涉及的理论技术问题,系统地论述了GPS基线向量平差的流程,着重研讨了采用载波相位观测值的双差观测值模型求解基线向量,从而对GPS基线向量网进行平差的方法和过程,并对这一过程编制了计算程序.最后对一组实测GPS网的数据进行了最小二乘法平差,所得结果满足精度要求.     

软件接收机中时钟偏差的影响与修正

软件接收机用于高精度的定位研究较少,而时钟的偏差对于载波相位观测值的输出有着明显的效果,使得伪距观测值和载波相位观测值不一致。针对这一现象分析了载波相位观测值的输出原理以及由晶振偏差引起的多普勒频移偏差和载波相位观测值偏差,并对之进行了补偿和修正。最后通过实验证明该修正维持了伪距观测值和载波相位观测值的一致性,并改善了相对定位的精度。     

星载GPS载波相位测量中多路径效应影响

在星载GPS载波相位测量中,多路径效应的改正对最后的定位定轨精度起着至关重要的作用。星载GPS载波相位测量具有观测时间短、环境变化复杂、所得历元少和基本不受对流层延迟影响的特点,本文通过多路径效应在静态GPS测量中和星载GPS载波相位测量中的比较,分析了多路径效应对星载高动态环境GPS载波相位测量的影响。在星载GPS数据处理时如果能剔除前后20个历元,那么对定位的精度会有很大的提高。     

相对定位中的双频周跳自动改正

周跳的探测一直是GPS高精度定位的研究热点。特别对于动态相对定位,若整周模糊度初始化过程中载波相位观测值发生周跳,将严重影响整周模糊度的确定。本文通过分析组合载波相位观测值和伪距观测值的特性,提出了一种利用基于相对定位中的双频周跳自动改正方法。通过对静态和动态实测数据的分析,证明了该方法能有效探测并修复周跳。     

北斗卫星导航系统精密定轨和广播星历轨道精度分析

为了分析北斗卫星导航系统导航定位服务能力,基于2013年国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)多GNSS试验(Multi-GNSS Experiment,M-GEX)、荷兰辉固公司(Furgo)、武汉大学北斗试验跟踪网(BeiDou Experiment Tracking System,BETS)和国际激光服务组织(International Laser Ranging Service,ILRS)等4个跟踪网观测数据,首先进行卫星精密定轨及精度评定,然后采用与事后精密轨道比较、激光检核等方式进行广播星历轨道精度评定,最后分析广播星历轨道对用户定位的影响。结果表明:基于载波相位观测数据的北斗地球静止卫星(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星精密定轨中切向分量存在1~4m级的常偏量误差,而基于时间比对和平滑伪距观测数据的广播星历切向分量没有这一现象;北斗卫星精密定轨径向、法向精度分别可以达到0.1m和0.2m;广播星历径向、法向精度分别为0.5m和1m左右,轨道引起的用户测距误差(User Range Error,URE)平均为0.57m。     

GPS星历对实时定位精度的影响研究

GPS卫星星历是影响GPS定位精度和实时性的主要因素之一.通过比较现有GPS卫星星历的时延性,得出只有广播星历和IGS提供的预报星历才能满足GPS定位的实时性要求,并利用实际数据分析了这两种星历对实时定位的精度影响,为今后的GPS实时定位工作提供了帮助.     

基于BERNESE的GPS星历精度对基线解算结果的影响

在GPS基线解算中,卫星星历是解算基线的数学基础,星历的精度对基线解算结果具有影响。卫星星历有两种,广播星历和精密星历.本文应用BERNESE数据处理软件对不同长度的基线进行解算,用实例讨论了两种星历对基线解算结果与精度的影响,得出了一些有益的结论和建议。     

借助对GPS卫星星历的内插和拟合推求卫星坐标

鉴于广播星历和精密星历的差异,对它们的处理采取了不同的措施,对广播星历的处理采取切比雪夫多项式拟合的方法,对精密星历的处理采取拉格朗日插值的方法,来尽量减小星历误差对定位精度的影响,并通过实际的算例证实了这两种方法的可行性。     

GPS精密单点定位在城市工程测量中的应用

简单介绍了利用BERNESE5．0软件精密单点定位的计算流程,分析了IGS目前提供的各种精密星历的精度和时延性,根据实验数据进一步比较了超快速星历和最终星历对精密单点定位精度的影响。结果表明,利用IGS的超快星历也可以达到厘米级定位精度,从而为城市静态GPS控制网和网络RTK测量提供了有益的补充。     

基于IGS观测数据的智利Mw8.2级地震分析

利用2014年智利Mw8.2级地震前后各3d的震中周边40个IGS站的连续观测数据和IGS精密星历,计算获得远场同震地表位移,结果显示,智利地震同震水平位移影响范围达1 500 km~2 000 km;经过对其中2个IGS站的高频观测数据进行解算,获得地震发生瞬时测站动态运动轨迹,在此基础上,使用S变换,过滤背景噪声,有效拾取P波初至时刻,反演出P波在地壳中的传播速度,并与IRIS提供的参考值进行对比和分析,说明结果的可靠性。     

IGS精密星历和钟差插值方法的研究

阐述了IGS精密星历和钟差的内插方法,分析了精密星历和钟差的变化特点,通过实验数据对常用插值方法分析和比较,总结出精密星历和钟差的内插应采用不同的方法,精密星历的内插用高阶多项式可以获得很好的结果,但选择合适的阶数非常重要,而钟差的内插采用高阶多项式并不合适,用线性插值更为简单有效。