固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析

张小红; 李盼; 左翔

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固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析

张小红, 李盼, 左翔

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张小红, 李盼, 左翔. 固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(9): 1009-1013.

引用本文:

张小红, 李盼, 左翔. 固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(9): 1009-1013.

ZHANG Xiaohong, LI Pan, ZUO Xiang. Kinematic Precise Orbit Determination Based on Ambiguity-Fixed PPP[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(9): 1009-1013.

Citation:

ZHANG Xiaohong, LI Pan, ZUO Xiang. Kinematic Precise Orbit Determination Based on Ambiguity-Fixed PPP[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(9): 1009-1013.

固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析

¹武汉大学测绘学院

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41074024,41204030);国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目(41021061);中央高校基本科研业务费专项资金资助(2012214020207);中央高校基本科研经费资助项目

详细信息

作者简介:
张小红，教授，博士，博士生导师。现主要从事ＧＮＳＳ精密单点定位和ＧＮＳＳ地学应用方面的科研和教学工作。

中图分类号: P228.41

Kinematic Precise Orbit Determination Based on Ambiguity-Fixed PPP

¹School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(41074024,41204030);国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目(41021061);中央高校基本科研业务费专项资金资助(2012214020207);中央高校基本科研经费资助项目

摘要: 传统的基于PPP(precise point positioning)模式的定轨方法采用浮点解,导致其定轨精度及可靠性较双差固定解稍差。为了进一步提高PPP模式事后定轨的精度和可靠性,利用2012年1月2～7日全球IGS跟踪站数据计算出当天所有卫星的宽巷和窄巷FCB产品,实现了GRACE卫星固定PPP整数模糊度的精密定轨。并将定轨结果分别与GFZ事后精密轨道、K波段测距结果进行比较,分析其内外符合精度。实验结果表明:与GFZ提供的事后精密轨道相比,GRACE-A卫星单天轨道固定解的精度为R方向2～3cm,T方向大部分优于2cm,N方向优于2cm,较之浮点解的定轨结果3个方向分别改善了约19%、30%、50%;GRACE-B卫星3个方向精度分别为2～3cm、2cm左右、1～2cm,较之浮点解各方向也有同等程度的改善。与K波段测距结果相比,浮点解的KBR残差STD均值为22.6mm,固定解为16.4mm,比浮点解提高了约28%。可见,PPP模糊度固定解明显改善了低轨卫星的定轨精度,能提供更可靠的轨道服务。
- 精密单点定位 /
- 模糊度固定 /
- 低轨卫星 /
- 精密定轨 /
- KBR
Abstract: With the development of space-borne GPS technologies and IGS precise orbit and clock products,precise orbit determination(POD) of Low Earth Orbiters(LEOs) based on PPP technology has become a hot issue.At present,an accuracy of 3～5 cm in Radial(R),Along-track(T),Cross-track(N) components can be achieved with conventional PPP.However,the results are less precise or reliable than the double-differenced fixed solution due to the ambiguity-float solution in traditional PPP.In order to further improve the precision and reliability of POD with PPP,daily observations from all IGS tracking stations through day 2 to 7 in 2012 were used to estimate the wide and narrow-lane fractional cycle bias(FCB) of all satellites for PPP integer ambiguity resolution.The POD of the two GRACE satellites were respectively compared with GFZ’s post precise orbit and K-band measurements for the analysis of the inner and external conformities.As compared to GFZ,the daily orbital accuracy of the ambiguity-fixed solution in this work is about 2～3 cm in R direction,better than 2 cm in T direction and better than 2 cm in N direction for GRACE-A,an improvement of 19%,30% and 50% respectively when compared with that of the float solution.The POD precision for GRACE-B are 2-3 cm,2 cm and 1-2 cm in R,N,T directions for the fixed solution,respectively.The accuracy improvement in the fixed solution for GARCE-B is nearly equivalent with that for GRACE-A.For K-band cases,the mean STD error of KBR residual is about 16.4 mm for the fixed solution,and 22.6 mm for the float solution.These results show that PPP with ambiguity-fixed can greatly improve POD precision of LEO satellites and provide more reliable orbital service.
- PPP /
- ambiguity resolution /
- low earth orbiters /
- precise orbit determination /
- KBR

[1]	李星星张小红,李盼,. 固定非差整数模糊度的PPP快速精密定位定轨[J]. 地球物理学报. 2012(03)[2] 张小红何锡扬,李星星,. TriP软件非差几何法精密定轨精度分析[J]. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(11)[3] 张守建李建成,邹贤才,金涛勇,. GRACE卫星非差运动学精密定轨分析[J]. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(06)[4] 李建成,张守建,邹贤才,姜卫平,. GRACE卫星非差运动学厘米级定轨[J]. 科学通报. 2009(16)

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[3]	马小雪, 戴小蕾, 刘杨, 楼益栋, 刘万科, 吴迪. 固定模糊度的GLONASS卫星超快速轨道确定 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(12): 1932-1940. doi: 10.13203/j.whugis20210260
[4]	楼益栋, 姚秀光, 刘杨, 郑福. 模糊度固定与弧段长度对区域站定轨的影响分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 249-254. doi: 10.13203/j.whugis20140201
[5]	刘帅, 孙付平, 李海峰, 刘婧, 郝万亮. GLONASS辅助动态GPS精密单点定位模糊度固定 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(9): 1238-1244. doi: 10.13203/j.whugis20140494
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固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析

¹武汉大学测绘学院

作者简介:
张小红，教授，博士，博士生导师。现主要从事ＧＮＳＳ精密单点定位和ＧＮＳＳ地学应用方面的科研和教学工作。

收稿日期: 2013-04-18
修回日期: 2013-04-18
刊出日期: 2013-09-05

中图分类号: P228.41

关键词:

摘要: 传统的基于PPP(precise point positioning)模式的定轨方法采用浮点解,导致其定轨精度及可靠性较双差固定解稍差。为了进一步提高PPP模式事后定轨的精度和可靠性,利用2012年1月2～7日全球IGS跟踪站数据计算出当天所有卫星的宽巷和窄巷FCB产品,实现了GRACE卫星固定PPP整数模糊度的精密定轨。并将定轨结果分别与GFZ事后精密轨道、K波段测距结果进行比较,分析其内外符合精度。实验结果表明:与GFZ提供的事后精密轨道相比,GRACE-A卫星单天轨道固定解的精度为R方向2～3cm,T方向大部分优于2cm,N方向优于2cm,较之浮点解的定轨结果3个方向分别改善了约19%、30%、50%;GRACE-B卫星3个方向精度分别为2～3cm、2cm左右、1～2cm,较之浮点解各方向也有同等程度的改善。与K波段测距结果相比,浮点解的KBR残差STD均值为22.6mm,固定解为16.4mm,比浮点解提高了约28%。可见,PPP模糊度固定解明显改善了低轨卫星的定轨精度,能提供更可靠的轨道服务。

English Abstract

Kinematic Precise Orbit Determination Based on Ambiguity-Fixed PPP

¹School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

Received Date: 2013-04-18
Rev Recd Date: 2013-04-18
Publish Date: 2013-09-05

Keywords:

Abstract: With the development of space-borne GPS technologies and IGS precise orbit and clock products,precise orbit determination(POD) of Low Earth Orbiters(LEOs) based on PPP technology has become a hot issue.At present,an accuracy of 3～5 cm in Radial(R),Along-track(T),Cross-track(N) components can be achieved with conventional PPP.However,the results are less precise or reliable than the double-differenced fixed solution due to the ambiguity-float solution in traditional PPP.In order to further improve the precision and reliability of POD with PPP,daily observations from all IGS tracking stations through day 2 to 7 in 2012 were used to estimate the wide and narrow-lane fractional cycle bias(FCB) of all satellites for PPP integer ambiguity resolution.The POD of the two GRACE satellites were respectively compared with GFZ’s post precise orbit and K-band measurements for the analysis of the inner and external conformities.As compared to GFZ,the daily orbital accuracy of the ambiguity-fixed solution in this work is about 2～3 cm in R direction,better than 2 cm in T direction and better than 2 cm in N direction for GRACE-A,an improvement of 19%,30% and 50% respectively when compared with that of the float solution.The POD precision for GRACE-B are 2-3 cm,2 cm and 1-2 cm in R,N,T directions for the fixed solution,respectively.The accuracy improvement in the fixed solution for GARCE-B is nearly equivalent with that for GRACE-A.For K-band cases,the mean STD error of KBR residual is about 16.4 mm for the fixed solution,and 22.6 mm for the float solution.These results show that PPP with ambiguity-fixed can greatly improve POD precision of LEO satellites and provide more reliable orbital service.

张小红, 李盼, 左翔. 固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(9): 1009-1013.

引用本文:

张小红, 李盼, 左翔. 固定模糊度的精密单点定位几何定轨方法及结果分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(9): 1009-1013.

ZHANG Xiaohong, LI Pan, ZUO Xiang. Kinematic Precise Orbit Determination Based on Ambiguity-Fixed PPP[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(9): 1009-1013.

Citation:

ZHANG Xiaohong, LI Pan, ZUO Xiang. Kinematic Precise Orbit Determination Based on Ambiguity-Fixed PPP[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(9): 1009-1013.