北斗卫星导航系统全球定位性能分析

发布时间：2021-10-30 00:57

　　采用位置精度衰减因子PDOP,对目前能够提供全球定位服务的卫星导航系统的性能展开系统性的对比分析,重点对比了不同卫星高度截止角、经纬度下的定位性能,分析了各卫星导航系统在多系统定位中的贡献。实验结果表明,目前BDS系统的PDOP平均值在全球的分布范围为1.2～5.7,已经具备全球定位服务能力,且是亚太地区定位性能最优的卫星导航系统,建成后将成为全球定位性能最优的卫星导航系统之一。 

【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(08)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

北京地区卫星高度角为5毅、15毅时各系统的时间序列

（总第45-）火力与指挥控制2020年第8期由1.49提升至4.06，GPS系统由1.59增加至4.95，而GLONASS系统和Galileo系统增大的更多，已经无法提供正常的定位导航服务。总体来说，定位性能BDS-3C最好，其次为GPS和BDS-3S。2）随着截止卫星高度角的增大，各系统的PDOP值在时间序列上的抖动也更加剧烈。在以北京为代表的亚太地区，BDS-3C系统的导航定位服务性能要优于其他系统，稳定性更好，受截止卫星高度角的影响更校综合对比可知，BDS-3C系统比其他系统更加稳定。图4反映了各系统PDOP平均值随经度和纬度变化的过程，图中横轴为经（纬）度，纵轴为同一经（纬）度上所有网格点的PDOP平均值。对于BDS-3S系统来说，PDOP值分布受纬度影响较小，受经度影响较大。在亚太地区，PDOP平均值小于2，在经度220毅~359毅之间的PDOP值大于3，在3.5左右。对于GPS系统来说，其PDOP分布非常均匀。GLONASS系统和Galileo系统的PDOP平均值的分布受纬度的影响较大。综合来看，BDS-3C的服务性能将优于其他系统。图4各系统PDOP值随经纬度变化4GNSS组合系统定位导航性能分析GPS、BDS、GLONASS、Galileo使用不同的卫星轨道，对它们进行组合应用，可以降低覆盖区域的PDOP值，有效提高卫星定位服务的精度。因此，多星并存兼容的GNSS新时代是GNSS发展的一大趋势［16-18］。根据2.1节，将各导航系统组合，进行仿真实验。本文分别分析了BDS-3S系统、BDS-3C系统与其他系统组合后的定位导航性能（表3）。图5是BDS-3C、GPS、GLONASS、Galileo4个系统之间互相组合的PDOP平均值全球分布图。表3各组合系统的PDOP平均值图5多系统组合的PDOP全球分布在图5中，对所有地面点根据各个组合系统仿真得到的平均PDOP值进行赋色，横纵坐标分别为经、纬度。地

植挤浅＞?取?GLONASS系统和Galileo系统的PDOP平均值的分布受纬度的影响较大。综合来看，BDS-3C的服务性能将优于其他系统。图4各系统PDOP值随经纬度变化4GNSS组合系统定位导航性能分析GPS、BDS、GLONASS、Galileo使用不同的卫星轨道，对它们进行组合应用，可以降低覆盖区域的PDOP值，有效提高卫星定位服务的精度。因此，多星并存兼容的GNSS新时代是GNSS发展的一大趋势［16-18］。根据2.1节，将各导航系统组合，进行仿真实验。本文分别分析了BDS-3S系统、BDS-3C系统与其他系统组合后的定位导航性能（表3）。图5是BDS-3C、GPS、GLONASS、Galileo4个系统之间互相组合的PDOP平均值全球分布图。表3各组合系统的PDOP平均值图5多系统组合的PDOP全球分布在图5中，对所有地面点根据各个组合系统仿真得到的平均PDOP值进行赋色，横纵坐标分别为经、纬度。地面点的颜色代表了该点PDOP的大小［l3］。综合分析表1、表3和图5，北斗系统与其他系统组合，可以很大程度上降低PDOP值，提高定位精度。以BDS-3C系统为例，四系统组合将全球PDOP平均值从2.15降低到1.04。以四系统组合的PDOP平均值和GPS/GLONASS/Galileo三系统组合的PDOP平均值的差值作为BDS-3C单个系统对四系统组合的贡献值，同样分别求出其他3个单系统对四系统组合的贡献值，可以得知其中BDS-3C系统的贡献值最大，GPS系统位于第2。5结论根据仿真结果，在美洲及其周围部分区域，BDS-3S系统的PDOP值较大；但是在亚太和亚欧地区，BDS-3S系统的PDOP值小于GPS系统，定组合系统PDOPGPS/GLONASS/GALILEO1.26BDS-3S/GLONASS/GALILEO1.25BDS-3S/GPS/GALILEO1.33BDS-3S/GPS/GLONASS1.17BDS-3S/GPS/GLONASS/GALILEO1.02BDS-3CGLONASS/GALILEO1.25BDS-3C/GPS/GALILE

【参考文献】：
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本文编号：3465724