GPS/BDS卫星导航空间信号性能评估方法研究
发布时间：2021-09-19 15:31
自从上个世纪90年代GPS（Global Position System）正式投入使用以来,卫星导航定位技术及其应用一直以前所未有的速度飞快发展,而在各大导航系统竞相发展的今天,系统的综合性能逐渐成为各卫星导航系统在市场中竞争的关键因素。文中针对GPS/北斗的空间信号精度和完好性性能评估方法进行了研究,然后运用几何法对完好性中的最坏用户位置做了研究,根据实际数据对中地球轨道卫星（Medium Earth Orbit,MEO）单星的性能和导航星座的性能做了分析,在此基础上研究了星座系统性能评估模型。具体的研究工作如下:首先介绍了GPS和北斗的精度、完好性的评估指标和卫星位置的计算方法,利用IGS提供的精密星历和本地接收机实际接收的导航星历数据分别对GPS和北斗的空间信号精度和完好性进行了评估。根据分段式评估模型和Allan方差对GPS和北斗的空间信号精度进行建模分析。并对GPS空间信号用户测距误差的完好性进行了仿真验证。然后采用几何法对最坏用户位置进行了分析,最坏用户位置是完好性计算中的重要参数。根据坐标旋转法对传统的几何法进行了改进,并使用本地接收机获取的GPS导航电文和IGS数据中心...
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
插值阶数对插值误差的影响
(b) GPS 轨道误差法向分量 (d) GPS 钟差误差图 2.5 GPS 轨道及钟差误差统计在图 2.5 中，红点为均值，蓝线为方差。对图 2.5(a)-(d)的分析可知，仿真时间段内，除 PRN4 未被观测到外，其余 GPS 卫星在径向轨道上的误差要明显大于另外两个轨道误差，其最大值略大于 5m；而法向轨道误差和切向轨道误差较小，均小于 2.5m；这是由于在对在轨卫星进行观测时，观测数据对卫星的轨道径向变化要比切向和法向值更加敏感。由图可以观察到，卫星的钟差误差较为稳定，均小于 2.3m。在实际应用时，径向误差对用户测距误差的影响是最大的，而切向和法向对其的影响相对较小，因此当径向误差较大的时候，会对仿真时间段内的 SIS URE 产生较大影响。
13(c) BDS 轨道误差切向分量 (d) BDS 钟差误差图 2.6 北斗轨道及钟差误差统计从图 2.6(a)-(d)可以看到，BDS 卫星的轨道误差和钟差相对稳定，除部分卫星不可见或者因样本数量较少外，可以看到其余可见卫星的径向轨道误差要略大于法向和切向轨道误差；C2 的径向轨道误差和 C5 的法向轨道误差都要明显大于 2m，其余可见卫星
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向民航应用的北斗系统导航性能评估[J]. 郭婧,王嫣然,薛广月,许伟村. 民航学报. 2018(04)
[2]GNSS空间信号精度评估方法[J]. 王尔申,王世明,雷虹,庞涛,曲萍萍,张晴. 电光与控制. 2018(06)
[3]北斗及其与GNSS组合的定位性能分析[J]. 张鹏飞,陈鹏云,胡春生. 电光与控制. 2018(06)
[4]北斗卫星导航系统空间信号用户测距误差计算方法研究[J]. 刘瑞华,董立尧,翟显. 中国空间科学技术. 2017(04)
[5]北斗首颗备份卫星性能初步分析[J]. 刘萧,赵鹤,赵龙. 中国空间科学技术. 2017(06)
[6]一种导航卫星的系统效能建模与分析方法[J]. 杨卓鹏,郑恒,角淑媛,龚佩佩. 宇航学报. 2017(06)
[7]北斗卫星导航系统广播星历精度分析[J]. 赵立都,张双成,范丽红. 测绘科学. 2017(09)
[8]GPS空间信号可用性评估算法[J]. 王尔申,张晴,雷虹,庞涛,曲萍萍. 电光与控制. 2017(02)
[9]一种改进的空间信号完好性监测算法[J]. 汪冬瑾,张英,刘建敬,李晓东. 计算机测量与控制. 2016(07)
[10]2013—2015年BDS空间信号测距误差的精度评估[J]. 刘万科,任杰,曾琪,吴云,楼益栋. 国防科技大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]北斗卫星导航系统性能评估理论与试验验证[D]. 胡志刚.武汉大学 2013
[2]卫星导航系统性能监测及评估方法研究[D]. 李作虎.解放军信息工程大学 2012
[3]GNSS完备性监测方法、技术与应用[D]. 秘金钟.武汉大学 2010
硕士论文
[1]北斗空间信号精度性能评估[D]. 董立尧.中国民航大学 2017
[2]GPS/GALILEO完备性算法研究及软件实现[D]. 谷守周.山东科技大学 2010
[3]基于ADC模型的星座卫星通信系统效能评估技术研究[D]. 王宇.国防科学技术大学 2007
本文编号：3401872
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
插值阶数对插值误差的影响
(b) GPS 轨道误差法向分量 (d) GPS 钟差误差图 2.5 GPS 轨道及钟差误差统计在图 2.5 中，红点为均值，蓝线为方差。对图 2.5(a)-(d)的分析可知，仿真时间段内，除 PRN4 未被观测到外，其余 GPS 卫星在径向轨道上的误差要明显大于另外两个轨道误差，其最大值略大于 5m；而法向轨道误差和切向轨道误差较小，均小于 2.5m；这是由于在对在轨卫星进行观测时，观测数据对卫星的轨道径向变化要比切向和法向值更加敏感。由图可以观察到，卫星的钟差误差较为稳定，均小于 2.3m。在实际应用时，径向误差对用户测距误差的影响是最大的，而切向和法向对其的影响相对较小，因此当径向误差较大的时候，会对仿真时间段内的 SIS URE 产生较大影响。
13(c) BDS 轨道误差切向分量 (d) BDS 钟差误差图 2.6 北斗轨道及钟差误差统计从图 2.6(a)-(d)可以看到，BDS 卫星的轨道误差和钟差相对稳定，除部分卫星不可见或者因样本数量较少外，可以看到其余可见卫星的径向轨道误差要略大于法向和切向轨道误差；C2 的径向轨道误差和 C5 的法向轨道误差都要明显大于 2m，其余可见卫星
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向民航应用的北斗系统导航性能评估[J]. 郭婧,王嫣然,薛广月,许伟村. 民航学报. 2018(04)
[2]GNSS空间信号精度评估方法[J]. 王尔申,王世明,雷虹,庞涛,曲萍萍,张晴. 电光与控制. 2018(06)
[3]北斗及其与GNSS组合的定位性能分析[J]. 张鹏飞,陈鹏云,胡春生. 电光与控制. 2018(06)
[4]北斗卫星导航系统空间信号用户测距误差计算方法研究[J]. 刘瑞华,董立尧,翟显. 中国空间科学技术. 2017(04)
[5]北斗首颗备份卫星性能初步分析[J]. 刘萧,赵鹤,赵龙. 中国空间科学技术. 2017(06)
[6]一种导航卫星的系统效能建模与分析方法[J]. 杨卓鹏,郑恒,角淑媛,龚佩佩. 宇航学报. 2017(06)
[7]北斗卫星导航系统广播星历精度分析[J]. 赵立都,张双成,范丽红. 测绘科学. 2017(09)
[8]GPS空间信号可用性评估算法[J]. 王尔申,张晴,雷虹,庞涛,曲萍萍. 电光与控制. 2017(02)
[9]一种改进的空间信号完好性监测算法[J]. 汪冬瑾,张英,刘建敬,李晓东. 计算机测量与控制. 2016(07)
[10]2013—2015年BDS空间信号测距误差的精度评估[J]. 刘万科,任杰,曾琪,吴云,楼益栋. 国防科技大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]北斗卫星导航系统性能评估理论与试验验证[D]. 胡志刚.武汉大学 2013
[2]卫星导航系统性能监测及评估方法研究[D]. 李作虎.解放军信息工程大学 2012
[3]GNSS完备性监测方法、技术与应用[D]. 秘金钟.武汉大学 2010
硕士论文
[1]北斗空间信号精度性能评估[D]. 董立尧.中国民航大学 2017
[2]GPS/GALILEO完备性算法研究及软件实现[D]. 谷守周.山东科技大学 2010
[3]基于ADC模型的星座卫星通信系统效能评估技术研究[D]. 王宇.国防科学技术大学 2007
本文编号：3401872
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