Impact of Ambiguity Resolution and Arc Length on Regional Precise Orbit Determination
-
摘要: 我国北斗卫星导航系统难以实现境外全球布站,采用区域站观测值是实现高精度定轨的主要手段。本文分析了整网模糊度固定、有效定轨弧段选择对提高区域定轨精度的作用。采用陆态网GPS观测数据进行区域精密定轨仿真验证,首先论证了不同测站分布下,整网模糊度固定对区域定轨精度的效果,结果表明:相同测站条件下,固定解定轨精度比浮点解精度提高30%以上;仅采用国内7个站的固定解三维定轨精度即达到20 cm左右,优于27站的浮点解精度。另外,从星座的构型与地面站分布的可视范围方面,分析了不同观测时长对定轨精度影响,实测数据论证表明:当中国区域站观测时间大于48 h,总能获取不小于24 h的区域有效定轨弧段,并且各卫星最佳的24 h观测弧段三维定轨精度均可达到0.3 m左右。Abstract: It is difficult for the BeiDou satellite navigation system to establish a global tracking network abroad, therefore regional tracking station observations are an important tool to achieve precise orbit determination (POD). Our investigation demonstrates that ambiguity resolution and reasonable arc length are important factors for improving the accuracy of regional orbit determination. GPS observations from CMONOC were adopted to simulate regional precise orbit determination; under the condition of the same station distribution, the accuracy of POD with ambiguity resolution was better than 30% with floating solution. Furthermore, the 3D RMS of an orbit with ambiguity resolution using seven stations was about 20 cm, better than the results of an ambiguity float solution using 50 stations. In addition, we evaluated the impact of arc length on POD accuracy from the satellite constellation design and the visible coverage of regional tracking stations. This experiment confirmed that when the observation time of regional stations is more than 48 hours, a valid arc length of regional POD, not less than 24 hours, can always be selected for each GPS satellite; the best selection can achieve a 3D accuracy about 0.3 m.
-
-
[1] Shi Chuang, Li Min, Lou Yidong, et al. Near Real-time Orbit Determination of Navigation Satellite Using RegionalTracking Network[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008,33(7):697-700(施闯,李敏,楼益栋,等.利用区域基准站进行导航卫星近实时精密定轨研究[J].武汉大学学报·信息科学版,2008,33(7):697-700) [2] Zhao Qile, Geng Tao, Li Junyi, et al. Regional Orbit Determination of Navigation Satellite Based on Priori Orbit Constraint Information[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2009,28(5):81-84(赵齐乐,耿涛,李俊义,等.历史轨道约束信息下的区域站GPS卫星轨道确定[J].大地测量学与地球动力学,2009,28(5):81-84) [3] Chen Hui, Du Ruilin, Zhao Qile, et al. Research on Orbit Determination of GPS by Use of Regional Network[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2011,31:86-89(陈慧杰,杜瑞林,赵齐乐, 等.利用区域跟踪网进行GPS定轨研究[J].大地测量学与地球动力学,2011,31:86-89) [4] Zhou Shanshi, Hu Xiaogong, Wu Bin, et al. Analysis of Precise Orbit Determination and Prediction Accuracy Based on Regional Tracking Network[J]. Sience China, 2010(40):800-808(周善石,胡小工,吴斌,等.区域监测网精密定轨与轨道预报精度分析[J].中国科学, 2010(40):800-808) [5] Geng Tao, Zhao Qile, Liu Jingnan, et al. Regional Orbit Determination of Navigation SatelliteBased on Global Priori Information[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2010, 35(4):491-494(耿涛,赵齐乐,刘经南,等.具有先验信息的区域增强系统卫星轨道确定方法[J].武汉大学学报·信息科学版,2010,35(4):491-494) [6] Ge M, Gendt G, Dick G, et al. Improving Carrier-Phase Ambiguity Resolution in Global GPS Network Solutions[J]. J Geod, 2005, 79:103-110 [7] Dong D, Bock Y. Global Positioning Systemnetwork Analysis with Phase Ambiguity Resolution Applied to Crustal Deformation Studies in California[J]. J Geophys Res, 1989, 94:3949-3966 [8] Blewitt G. Carrier Phase Ambiguity Resolutionfor the Global Positioning Systemapplied to Geodetic Baselines up to 2000km[J]. J Geophys Res,1989,94:10187-10203 [9] Mervart L. Ambiguity Resolution Techniques in Geodetic and Geodynamic Applications of the Global Positioning System[D]. Berne:University of Berne, 1995 [10] Kuang D, Bar-sever Y E, Bertiger W I, et al. GPS-assisted GLONASS Orbit Determination[J]. Journal of Geodesy, 2001,75:569-574 -
期刊类型引用(46)
1. 刘春雷，张媛静，陆晨明，李亚松，李剑锋. 基于时序InSAR的九龙江河口地区地面沉降时空演变规律及成因分析. 应用海洋学学报. 2024(01): 116-125 . 
百度学术
2. 陈瑞瑞，孙颢月，朱紫若，蒋雪中，陈沈良，陈静. 黄河三角洲地面沉降研究进展与未来展望. 海岸工程. 2024(01): 1-23 . 百度学术
3. 赵凤阳，周吕，魏玉业. 融合改进鲸鱼算法解缠的梧州市地面沉降InSAR监测. 遥感信息. 2024(01): 52-58 . 百度学术
4. 侯永浩，张兴，李晓民，李宗仁. SBAS-InSAR技术在地质灾害调查中的应用. 北京测绘. 2024(10): 1477-1481 . 百度学术
5. 柳新强，姜刚，刘军峰，贺国伟. PS-InSAR和SBAS-InSAR的地表沉降监测对比研究——以雄安新区为例. 工程勘察. 2023(01): 62-67 . 百度学术
6. 曾敏，皮鹏程，赵信文，陈松，彭红霞，侯清芹，孙慧敏，薛紫萱. 基于PS-InSAR的珠江口典型填海造地区地面沉降时空特征研究. 华南地质. 2023(01): 116-126 . 百度学术
7. 李文慧，王志伟，赵月，王翔. 基于SNAP-StaMPS方法的高速公路沿线地面沉降监测. 测绘工程. 2023(03): 36-43 . 百度学术
8. 周定义，左小清，赵志芳，喜文飞，葛楚. 基于SBAS-InSAR和改进BP神经网络的城市地面沉降预测. 地质通报. 2023(10): 1774-1783 . 百度学术
9. 刘泽洲，卢才武，章赛，李萌，和郑翔. 基于多阈值目标提取的时序InSAR矿区地表沉降监测研究. 中国矿业. 2022(08): 79-85 . 百度学术
10. 王新田，刘增珉，陈建忠，梁菲，孟萌，李天鹤. 山东省地表形变InSAR监测与分析. 测绘通报. 2022(S2): 130-134 . 百度学术
11. 邓晓景，曲国庆，张建霞，席换，王晖. 融合升降轨PS-InSAR东营市地面沉降监测. 山东理工大学学报(自然科学版). 2021(01): 10-16 . 百度学术
12. 杨利，薛东剑，王海方，付林，张婷. 五龙沟矿区时序InSAR地表形变监测. 中国矿业. 2021(03): 107-112 . 百度学术
13. 程琳琳，杨玉曼，李月颖，孙梦尧，王振威，焦路尧. 矿业型村镇转型期发展问题分析与策略研究：以北京市门头沟区为例. 中国矿业. 2021(03): 101-106 . 百度学术
14. 王辉，曾琪明，焦健，陈继伟. 结合序贯平差方法监测地表形变的InSAR时序分析技术. 北京大学学报(自然科学版). 2021(02): 241-249 . 百度学术
15. 付云霞，管勇，王晓丹，王建收，尹政，周晓雪，王青，徐美君. 大型河口三角洲地面沉降机制研究——以黄河三角洲为例. 海岸工程. 2021(02): 83-95 . 百度学术
16. 关金环，高明亮，宫辉力. 首都国际机场区域差异性沉降原因探讨. 测绘科学. 2021(09): 67-75 . 百度学术
17. 柴华彬，胡吉彪，耿思佳. 融合实测数据的地表沉降SBAS-InSAR监测方法. 煤炭学报. 2021(S1): 17-24 . 百度学术
18. 程霞，张永红，邓敏，吴宏安，康永辉. Sentinel-1A卫星的黄河三角洲近期地表形变分析. 测绘科学. 2020(02): 43-51 . 百度学术
19. 卢旺达，韩春明，岳昔娟，赵迎辉，周格仪. 基于Sentinel-1A数据的天津地区PS-InSAR地面沉降监测与分析. 遥感技术与应用. 2020(02): 416-423 . 百度学术
20. 向淇文，潘建平，张广泽，徐正宣，张定凯，涂文丽. 基于SBAS技术的川藏铁路折多山地区地表形变监测与分析. 测绘工程. 2020(04): 48-54+59 . 百度学术
21. 张金盈，崔靓，刘增珉，王新田，林琳，徐凤玲. 利用Sentinel-1 SAR数据及SBAS技术的大区域地表形变监测. 测绘通报. 2020(07): 125-129 . 百度学术
22. 狄桂栓. 基于InSAR技术的黄河三角洲区域地表形变浅析. 地理空间信息. 2020(09): 106-109+8 . 百度学术
23. 高辉，罗孝文，吴自银，阳凡林. 基于时序InSAR的珠江口大面积地面沉降监测. 海洋学研究. 2020(02): 81-87 . 百度学术
24. 韩红花. 黄河三角洲区域地表形变监测研究. 山东国土资源. 2020(11): 69-72 . 百度学术
25. 夏元平，陈志轩，张毅. 南昌市地面沉降InSAR监测及影响因子分析. 测绘科学. 2020(11): 115-122+129 . 百度学术
26. 贺跃光，肖亮. 某水溶开采矿区短基线集InSAR高相干点探测. 中国锰业. 2019(01): 89-93 . 百度学术
27. 张静，丁黄平，刘纯，谢文然，时雨. 基于InSAR技术的盘锦地区地面沉降研究. 世界地质. 2019(02): 574-580 . 百度学术
28. 韩红超，符华年，张文峰，温浩. InSAR、水准多维沉降监测体系建设及应用研究. 测绘通报. 2019(S1): 236-241 . 百度学术
29. 师芸，李伟轩，唐亚明，席磊，孟欣. 时序InSAR技术在地球环境监测及其资源管理中的应用:以交城-清徐地区为例. 武汉大学学报(信息科学版). 2019(11): 1613-1621 . 百度学术
30. 杨帆，王道顺，张磊，张子文. 基于时序InSAR的隧道工程形变监测与分析. 测绘与空间地理信息. 2019(10): 1-4 . 百度学术
31. 黄洁慧，谢谟文，王立伟. 基于SBAS-InSAR技术的白格滑坡形变监测研究. 人民长江. 2019(12): 101-105 . 百度学术
32. 黄洁慧，谢谟文，王立伟. 基于差分干涉合成孔径雷达技术的米林滑坡形变监测. 科学技术与工程. 2019(25): 7-12 . 百度学术
33. 李锁乐，吴宏安，张永红，康永辉，左振华. 包头市地面沉降高分辨率时序InSAR监测. 测绘科学. 2018(09): 76-80 . 百度学术
34. 杨帆，张磊，张子文，赵增鹏. 利用短基线集InSAR技术监测抚顺市地面沉降. 测绘通报. 2018(03): 84-88 . 百度学术
35. 张静，冯东向，綦巍，周雪，赵玉星. 基于SBAS-InSAR技术的盘锦地区地面沉降监测. 工程地质学报. 2018(04): 999-1007 . 百度学术
36. 贺晓阳，赵盟，程存付. 小基线集技术在矿区地表形变监测中的应用. 河南科技. 2018(13): 97-98 . 百度学术
37. LIU Xiao，LIU Jie，FENG Xiuli. Inversion and Prediction of Consolidation Settlement Characteristics of the Fluvial Sediments Based on Void Ratio Variation in the Northern Modern Yellow River Subaqueous Delta, China. Journal of Ocean University of China. 2018(03): 545-554 . 必应学术
38. 李达，邓喀中，高晓雄，牛海鹏. 基于SBAS-InSAR的矿区地表沉降监测与分析. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(10): 1531-1537 . 百度学术
39. 张炜，张伟胜，张东升，胡文敏，孙毓言，唐佳佳. 采动覆岩活动规律的“空-地”监测技术. 中国矿业大学学报. 2018(06): 1212-1223 . 百度学术
40. 王小侣. 水电站大坝400V备自投改造研究. 河南科技. 2018(19): 90-91 . 百度学术
41. 张磊，杨帆，李超飞，赵增鹏，张子文. 宁波地面沉降的短基线集监测与分析. 测绘科学. 2017(12): 77-82 . 百度学术
42. 陈继伟，曾琪明，焦健，赵斌臣. Sentinel-1A卫星TOPS模式数据的SBAS时序分析方法——以黄河三角洲地区为例. 国土资源遥感. 2017(04): 82-87 . 百度学术
43. 王萍. 沉降观测技术在高层建筑施工中的应用. 建材与装饰. 2017(35): 19-20 . 百度学术
44. 史秀保，徐宁，温浩，李春进. 一种小基线地表形变监测精度评价方法. 测绘通报. 2016(08): 70-73+91 . 百度学术
45. 于丹，杨子玉，庄岩，于均园. 时序分析法在沈阳地铁二号线变形预测的应用. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2016(03): 453-458 . 百度学术
46. 王霖郁，李辉. 一种枝切法和质量图相结合的InSAR相位解缠算法. 应用科技. 2016(05): 49-53 . 百度学术
其他类型引用(25)
计量
- 文章访问数:
- HTML全文浏览量:
- PDF下载量:
- 被引次数: 71
下载:
