顾及码频间偏差的GPS/GLONASS实时卫星钟差估计
发布时间：2021-01-20 11:28
在进行GPS/GLONASS联合卫星钟差估计时,GLONASS码频间偏差（inter-frequency bias,IFB）因卫星频率间的差异而无法被测站接收机钟差参数吸收,其一部分将进入GLONASS卫星钟差估值中。通过引入多个"时频偏差"参数（inter-system and inter-frequency bias,ISFB）及附加基准约束对测站GLONASS码IFB进行函数模型补偿,实现其与待估卫星钟差参数的有效分离,并对所估计实时卫星钟差和实时精度单点定位（real-time precise point positioning,RT-PPP）进行精度评估。结果表明,在卫星钟差估计观测方程中忽略码IFB,会明显降低GLONASS卫星钟差估值精度;新方法能有效避免码IFB对卫星钟差估值的影响,所获得GPS、GLONASS卫星钟差与ESA（European Space Agency）事后精密钟差产品偏差平均均方根值分别小于0.2ns、0.3ns。利用实时估计卫星钟差进行静态RT-PPP,当观测时段长为2h时,GPS单系统、GPS/GLONASS组合系统的3D定位精度优于10cm,G...
【文章来源】：武汉大学学报(信息科学版). 2017,42(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１卫星钟差实时估计采用ＩＧＳ测站分布图Ｆｉｇ．１ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩＧＳＳｔａｔｉｏｎｓＳｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒ
武汉大学学报·信息科学版２０１７年９月图２实时估计初始钟偏差与ＥＳＡ事后产品值互差Ｆｉｇ．２ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＩｎｉｔｉａｌＣｌｏｃｋＢｉａｓｅｓＢｅｔｗｅｅｎｔｈｅＥｓｔｉｍａｔｅｓａｎｄｔｈｅＥＳＡＦｉｎａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ同的初始钟偏差值，同一颗卫星因是否考虑码ＩＦＢ所引起的差异可达２．５ｍ以上；与ＥＳＡ事后产品初始钟偏差相比较，两种方案偏差的波动范围均在±２ｍ以内。由于ＧＬＯＮＡＳＳ码ＩＦＢ的大小与参考站所采用的接收机及天线类型等相关，因而选择与ＥＳＡ不同的参考站分布及码ＩＦＢ处理策略所得到的初始钟偏差值将会不同。对于ＰＰＰ应用，卫星钟差产品中的初始钟偏差会被模糊度参数吸收而不影响位置参数估计。在对星座整体性偏差和卫星相关的初始钟偏差进行扣除后，以ＥＳＡ事后精密卫星钟差产品为参考值，可进行卫星钟差估计精度的评估。为分析方便起见，ＧＰＳ卫星钟按星座及频标类型、ＧＬＯＮＡＳＳ卫星钟按信号频率任选１颗卫星，相关卫星信息见表１。表１用于钟差估计结果分析的卫星信息Ｔａｂ．１ＳａｔｅｌｌｉｔｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅＡｎａｌｙｓｉｓ系统卫星卫星及频标类型［频率号］Ｇ０３ＢｌｏｃｋＩＩＡＣｓＧ２６ＢｌｏｃｋＩＩＡＲｂＧＰＳＧ１１ＢｌｏｃｋＩＩＲ－ＡＲｂＧ１９ＢｌｏｃｋＩＩＲ－ＢＲｂＧ０７ＢｌｏｃｋＩＩＲ－ＭＲｂＧ２４ＢｌｏｃｋＩＩＦＣｓＧ０１ＢｌｏｃｋＩＩＦＲｂＲ１４Ｃｓ［－７］Ｒ０６Ｃｓ［－４］Ｒ２２Ｃｓ［－３］ＧＬＯＮＡＳＳＲ１３Ｃｓ［－２］Ｒ
星钟差估计初始阶段，ＧＰＳ卫星钟差结果波动范围较大，各卫星初始钟偏差的收敛需要较长时间。这一方面可能与估计采用的参考站数相对较少有关；另一方面，每个测站增加多个附加时频偏差参数，会影响卫星钟差估值的解算效率。在经过５～６ｈ收敛之后，各卫星钟差估值偏差均能稳定在±０．１ｍ范围内。对比图４、图５可以发现，方案１的ＧＬＯＮＡＳＳ卫星钟差估值偏差要明显大于方案２，经过数小时后仍在±０．２ｍ范围内波动；而方案２多数卫星钟差估值在±０．１ｍ范围内波动。图３ＧＰＳ实时钟差偏差Ｆｉｇ．３ＢｉａｓｅｓｏｆｔｈｅＧＰＳＲｅａｌ－ＴｉｍｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅｓ图４忽略码ＩＦＢ的ＧＬＯＮＡＳＳ实时钟差偏差Ｆｉｇ．４ＢｉａｓｅｓｏｆｔｈｅＧＬＯＮＡＳＳＲｅａｌ－ＴｉｍｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅｓＩｇｎｏｒｉｎｇＩＦＢｓ图５顾及码ＩＦＢ的ＧＬＯＮＡＳＳ实时钟差偏差Ｆｉｇ．５ＢｉａｓｅｓｏｆｔｈｅＧＬＯＮＡＳＳＲｅａｌ－ＴｉｍｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅｓｗｉｔｈＩＦＢｓＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ１２１２
【参考文献】：
期刊论文
[1]单站多参数GLONASS码频间偏差估计及其对组合精密单点定位的影响[J]. 刘志强,王解先,段兵兵. 测绘学报. 2015(02)
[2]GPS/GLONASS及其组合精密单点定位研究[J]. 孟祥广,郭际明. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(12)
[3]基于服务系统的实时精密单点定位技术及应用研究[J]. 张小红,李星星,郭斐,李盼,王磊. 地球物理学报. 2010(06)
[4]基于GNSS网络的实时精密单点定位及精度分析[J]. 李浩军,王解先,陈俊平,胡丛玮,王虎. 地球物理学报. 2010(06)
本文编号：2988961
【文章来源】：武汉大学学报(信息科学版). 2017,42(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１卫星钟差实时估计采用ＩＧＳ测站分布图Ｆｉｇ．１ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩＧＳＳｔａｔｉｏｎｓＳｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒ
武汉大学学报·信息科学版２０１７年９月图２实时估计初始钟偏差与ＥＳＡ事后产品值互差Ｆｉｇ．２ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＩｎｉｔｉａｌＣｌｏｃｋＢｉａｓｅｓＢｅｔｗｅｅｎｔｈｅＥｓｔｉｍａｔｅｓａｎｄｔｈｅＥＳＡＦｉｎａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ同的初始钟偏差值，同一颗卫星因是否考虑码ＩＦＢ所引起的差异可达２．５ｍ以上；与ＥＳＡ事后产品初始钟偏差相比较，两种方案偏差的波动范围均在±２ｍ以内。由于ＧＬＯＮＡＳＳ码ＩＦＢ的大小与参考站所采用的接收机及天线类型等相关，因而选择与ＥＳＡ不同的参考站分布及码ＩＦＢ处理策略所得到的初始钟偏差值将会不同。对于ＰＰＰ应用，卫星钟差产品中的初始钟偏差会被模糊度参数吸收而不影响位置参数估计。在对星座整体性偏差和卫星相关的初始钟偏差进行扣除后，以ＥＳＡ事后精密卫星钟差产品为参考值，可进行卫星钟差估计精度的评估。为分析方便起见，ＧＰＳ卫星钟按星座及频标类型、ＧＬＯＮＡＳＳ卫星钟按信号频率任选１颗卫星，相关卫星信息见表１。表１用于钟差估计结果分析的卫星信息Ｔａｂ．１ＳａｔｅｌｌｉｔｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅＡｎａｌｙｓｉｓ系统卫星卫星及频标类型［频率号］Ｇ０３ＢｌｏｃｋＩＩＡＣｓＧ２６ＢｌｏｃｋＩＩＡＲｂＧＰＳＧ１１ＢｌｏｃｋＩＩＲ－ＡＲｂＧ１９ＢｌｏｃｋＩＩＲ－ＢＲｂＧ０７ＢｌｏｃｋＩＩＲ－ＭＲｂＧ２４ＢｌｏｃｋＩＩＦＣｓＧ０１ＢｌｏｃｋＩＩＦＲｂＲ１４Ｃｓ［－７］Ｒ０６Ｃｓ［－４］Ｒ２２Ｃｓ［－３］ＧＬＯＮＡＳＳＲ１３Ｃｓ［－２］Ｒ
星钟差估计初始阶段，ＧＰＳ卫星钟差结果波动范围较大，各卫星初始钟偏差的收敛需要较长时间。这一方面可能与估计采用的参考站数相对较少有关；另一方面，每个测站增加多个附加时频偏差参数，会影响卫星钟差估值的解算效率。在经过５～６ｈ收敛之后，各卫星钟差估值偏差均能稳定在±０．１ｍ范围内。对比图４、图５可以发现，方案１的ＧＬＯＮＡＳＳ卫星钟差估值偏差要明显大于方案２，经过数小时后仍在±０．２ｍ范围内波动；而方案２多数卫星钟差估值在±０．１ｍ范围内波动。图３ＧＰＳ实时钟差偏差Ｆｉｇ．３ＢｉａｓｅｓｏｆｔｈｅＧＰＳＲｅａｌ－ＴｉｍｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅｓ图４忽略码ＩＦＢ的ＧＬＯＮＡＳＳ实时钟差偏差Ｆｉｇ．４ＢｉａｓｅｓｏｆｔｈｅＧＬＯＮＡＳＳＲｅａｌ－ＴｉｍｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅｓＩｇｎｏｒｉｎｇＩＦＢｓ图５顾及码ＩＦＢ的ＧＬＯＮＡＳＳ实时钟差偏差Ｆｉｇ．５ＢｉａｓｅｓｏｆｔｈｅＧＬＯＮＡＳＳＲｅａｌ－ＴｉｍｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｌｏｃｋＥｓｔｉｍａｔｅｓｗｉｔｈＩＦＢｓＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ１２１２
【参考文献】：
期刊论文
[1]单站多参数GLONASS码频间偏差估计及其对组合精密单点定位的影响[J]. 刘志强,王解先,段兵兵. 测绘学报. 2015(02)
[2]GPS/GLONASS及其组合精密单点定位研究[J]. 孟祥广,郭际明. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(12)
[3]基于服务系统的实时精密单点定位技术及应用研究[J]. 张小红,李星星,郭斐,李盼,王磊. 地球物理学报. 2010(06)
[4]基于GNSS网络的实时精密单点定位及精度分析[J]. 李浩军,王解先,陈俊平,胡丛玮,王虎. 地球物理学报. 2010(06)
本文编号：2988961
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