北斗空间信号精度性能评估

发布时间：2017-12-23 19:18

本文关键词：北斗空间信号精度性能评估　出处：《中国民航大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：卫星系统性能评估是明确系统应用范围、检验系统运行健康状况以及完成系统升级改造的重要依据,同时也是保障系统连续运行的重要手段。作为所有性能中最底层、最核心的指标,对精度进行评估是评价卫星系统服务性能的重要工作之一,不仅可以为卫星系统的应用提供技术支持,对其他的工程应用和科学研究也有一定的参考价值。本文针对北斗空间信号精度性能的评估方法,研究了基于星历数据的“BOTTOM-UP”法和基于伪距观测值的“UP-DOWN”法,并使用这两种方法对北斗空间信号精度进行综合评估:1.按照空间信号用户测距误差(User Range Error,URE)定义,参考GPS标准定位服务性能规范中URE的计算方法,结合北斗多星混合星座类型,在考虑仰角限制情况下,详细推导了适用于北斗的瞬时URE(Instantaneous URE,IURE)和均方根URE(Root Mean Square URE,rmsURE)计算方法;使用广播星历与精密星历做差求得的卫星轨道误差和卫星钟差,按照“BOTTOM-UP”方法,对北斗空间信号精度进行评估;分析得出北斗所有卫星的URE均值为2.2m(95%置信度):静止轨道卫星(Geostationary Earth Orbit,GEO)的URE优于1.7m(95%置信度);倾斜地球同步轨道卫星(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit,IGSO)的URE优于3.8 m(95%置信度);中圆轨道卫星(Medium Earth Orbit,MEO)的URE优于2.2m(95%置信度)。北斗所有卫星的用户测距率误差(User Range Rate Error,URRE)优于2.0mm/s(95%置信度);用户测距加速度误差(User Range Acceleration Error,URAE)优于0.025mm/s2(95%置信度)。2.结合使用星历数据进行空间信号精度评估的“BOTTOM-UP”方法,开发完成了基于MATLAB的北斗空间信号精度性能评估软件平台,将各个评估指标进行了集成化、模块化处理,方便了后续的实验研究。3.基于NovAtel FlexPak6接收机的伪距观测值,按照“UP-DOWN”方法,在对伪距观测值中的电离层误差、对流层误差、多路径和接收机噪声等误差项进行修正之后,评估了空间信号URE的性能状况。分析得出北斗所有卫星的URE(95%置信度)均值为1.1m,且GEO、IGSO和MEO三种卫星的URE均优于2.0m(95%置信度)。最后对“BOTTOM-UP”和“UP-DOWN”进行了对比分析,结果表明使用伪距观测值的方式对卫星空间信号精度进行评估是可取的,二者求出的结果精度基本一致。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN967.1

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