顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载gps实时定轨新方法

王甫红; 龚学文; 刘万科

doi:10.13203/j .whu g is20130682

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顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载gps实时定轨新方法

王甫红, 龚学文, 刘万科

文章导航 > 武汉大学学报 ● 信息科学版 > 2015 > 40(9): 1230-1236

王甫红, 龚学文, 刘万科. 顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载gps实时定轨新方法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(9): 1230-1236. doi: 10.13203/j .whu g is20130682

引用本文:

wangfuhon g, gongxuewen, liu wanke. anoveldecimeter-levelreal-timeorbitdeterminational g orithmusin gs p ace-bornegpsmeasurementswithse p arationandabsor p tionofbroadcaste p hemeriserror[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(9): 1230-1236. doi: 10.13203/j .whu g is20130682

Citation:

wangfuhon g, gongxuewen, liu wanke. anoveldecimeter-levelreal-timeorbitdeterminational g orithmusin gs p ace-bornegpsmeasurementswithse p arationandabsor p tionofbroadcaste p hemeriserror[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(9): 1230-1236. doi: 10.13203/j .whu g is20130682

顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载gps实时定轨新方法

doi: 10.13203/j .whu g is20130682

王甫红^1,2,
龚学文^1,2,,
刘万科^1,2

¹武汉大学测绘学院,湖北武汉,430079;²地球空间信息技术协同创新中心,湖北武汉,430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（ 41374035）。

详细信息

作者简介:
王甫红,博士,副教授,主要从事卫星导航定位和卫星定轨方法的教学与研究工作。

通讯作者: 龚学文,硕士。

中图分类号: p228.41

anoveldecimeter-levelreal-timeorbitdeterminational g orithmusin gs p ace-bornegpsmeasurementswithse p arationandabsor p tionofbroadcaste p hemeriserror

wangfuhon g^1,2,
gongxuewen^{1,2
,},
liu wanke^1,2

¹schoolofgeodes yandgeomatics,wuhanuniversit y,wuhan430079,china;²collaborativeinnovationcenterforgeos p atialtechnolo gy,wuhan430079,china

Funds: thenationalnaturalsciencefoundationofchina，no.41374035

More Information

Corresponding author: gongxuewen，master.

摘要: 受广播星历轨道误差与卫星钟误差以及伪距观测噪声等因素的制约,传统的星载 gps伪距实时定轨方法位置精度通常只能达到1.0m 左右,速度精度为1.0mm/s左右。本文提出了一种新的高精度星载 gps实时定轨方法,该方法基于广播星历误差的缓变特性,同时使用伪距与相位作为观测值,通过在卡尔曼滤波模型中设置相应参数对广播星历误差进行分离吸收,从而实现分米级精度的实时定轨。采用自主研制的实时定轨软件satpods对不同轨道高度的 champ（ 320km）、 grace－a（ 460km）与 sac－c（ 700km）卫星连续31d的实测数据模拟在轨实时处理,结果表明,新方法可以实现30～40cm 的位置精度以及0.3～0.5mm/s的速度精度,相比于传统的伪距实时定轨方法，精度可提高50％以上。
- 载波相位 /
- 星历误差分离吸收 /
- 星载 gps /
- 实时定轨 /
- 分米级
Abstract: thep ositionandvelocit yerror（ 3drms）ofthetraditionalreal-timeorbitdeterminational-g orithmusin gs p ace-bornegpsp seudo-ran g emeasurementsareu pto1.0mand1.0mm／ sg iventhelimitationsoftheorbitandclockerrorsofgpsbroadcaste p hemerisandthep seudo-ran g enoise.basedontheslow－var y in gcharacteristicofbroadcaste p hemeriserror,anovelmethodforhi g h-p recisionre-al-timeorbitdeterminationisp resentedinthisp a p erthatusesbothofthecarrierp haseandp seudo-ran g edataasmainobservationsandsetsthecorres p ondin gp arametersinthekalmanfiltermodeltose p arateandabsorbtheerrorsofgpsbroadcastorbitsandclockstoachievedecimeterlevelorbitre-sults.asimulativetestwascarriedouttop rocesss p ace-bornegpsdual fre q uenc ydatafor31consec-utiveda y sfromthechamp（ 320km），grace－a（ 460km） andsac－c（ 700km） satellitesatdiffer-entorbitalaltitudesusin gtheauto-develo p edsoftwaresatpods.thistestdemonstratesthatthep o-sitionandvelocit yerrors（ 3drms）oftheorbitresultsofthenew methodarereducedto30～40cmand0.3～0.5mm／ sres p ectivel y，meanin gthatorbitalaccuraciesareimp rovedb ymorethan50％ ascomp aredtothetraditionalmethod.
- carrierp hase /
- se p arationandabsor p tionofe p hemeriserror /
- s p ace-bornegps /
- real-timeorbitdetermination /
- decimeterlevel

[1]	张万威, 王甫红, 龚学文, 郭磊. 一种顾及IGS-RTS数据接收中断的厘米级星载GPS实时定轨方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(11): 1620-1626. doi: 10.13203/j.whugis20200432
[2]	王甫红, 凌三力, 龚学文, 郭磊. 风云三号C卫星星载GPS/BDS分米级实时定轨模型研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(1): 1-6. doi: 10.13203/j.whugis20180385
[3]	龚学文, 王甫红. 星载GPS伪距多路径误差与观测噪声对自主定轨的影响分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(7): 1048-1055. doi: 10.13203/j.whugis20160223
[4]	李团, 章红平, 牛小骥, 张全. RTK/INS紧组合算法在卫星数不足情况下的性能分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(3): 478-484. doi: 10.13203/j.whugis20150305
[5]	徐亚明, 孙福余, 张鹏, 王金岭. 一种利用载波相位差值的伪卫星定位方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(10): 1445-1450. doi: 10.13203/j.whugis20170033
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[7]	蔡成林, 王亮亮, 刘昌盛, 李刚, 秦懿, 邓洪高. 利用改进型TurboEdit算法进行BDS载波相位周跳检测与修复 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(12): 1632-1637. doi: 10.13203/j.whugis20140602
[8]	秦建, 郭金运, 孔巧丽, 李国伟. Jason-2卫星星载GPS数据cm级精密定轨 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(2): 137-141. doi: 10.13203/j.whugis20120686
[9]	王甫红, 徐其超, 龚学文, 张蔚. GAAF在星载GPS实时定轨中的应用研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(1): 47-51.
[10]	刘俊宏, 谷德峰, 赖育网, 易东云. DORIS实时定轨中的频偏估计方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(8): 956-959.
[11]	温永智, 吴杰. 高轨飞行器精确导航的载波相位时间差分/捷联惯导紧组合算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(10): 1195-1199.
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[15]	蔡华, 赵齐乐, 楼益栋. 精密卫星钟差确定系统的实现与精度分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(11): 1293-1296.
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顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载gps实时定轨新方法

doi: 10.13203/j .whu g is20130682

¹武汉大学测绘学院,湖北武汉,430079;²地球空间信息技术协同创新中心,湖北武汉,430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（ 41374035）。

作者简介:
王甫红,博士,副教授,主要从事卫星导航定位和卫星定轨方法的教学与研究工作。

通讯作者: 龚学文,硕士。

收稿日期: 2013-11-15
刊出日期: 2015-09-05

中图分类号: p228.41

关键词:

星载 gps /

摘要: 受广播星历轨道误差与卫星钟误差以及伪距观测噪声等因素的制约,传统的星载 gps伪距实时定轨方法位置精度通常只能达到1.0m 左右,速度精度为1.0mm/s左右。本文提出了一种新的高精度星载 gps实时定轨方法,该方法基于广播星历误差的缓变特性,同时使用伪距与相位作为观测值,通过在卡尔曼滤波模型中设置相应参数对广播星历误差进行分离吸收,从而实现分米级精度的实时定轨。采用自主研制的实时定轨软件satpods对不同轨道高度的 champ（ 320km）、 grace－a（ 460km）与 sac－c（ 700km）卫星连续31d的实测数据模拟在轨实时处理,结果表明,新方法可以实现30～40cm 的位置精度以及0.3～0.5mm/s的速度精度,相比于传统的伪距实时定轨方法，精度可提高50％以上。

English Abstract

anoveldecimeter-levelreal-timeorbitdeterminational g orithmusin gs p ace-bornegpsmeasurementswithse p arationandabsor p tionofbroadcaste p hemeriserror

¹schoolofgeodes yandgeomatics,wuhanuniversit y,wuhan430079,china;²collaborativeinnovationcenterforgeos p atialtechnolo gy,wuhan430079,china

Funds: thenationalnaturalsciencefoundationofchina，no.41374035

Corresponding author: gongxuewen，master.

Received Date: 2013-11-15
Publish Date: 2015-09-05

Keywords:

carrierp hase /
se p arationandabsor p tionofe p hemeriserror /
s p ace-bornegps /
real-timeorbitdetermination /
decimeterlevel

Abstract: thep ositionandvelocit yerror（ 3drms）ofthetraditionalreal-timeorbitdeterminational-g orithmusin gs p ace-bornegpsp seudo-ran g emeasurementsareu pto1.0mand1.0mm／ sg iventhelimitationsoftheorbitandclockerrorsofgpsbroadcaste p hemerisandthep seudo-ran g enoise.basedontheslow－var y in gcharacteristicofbroadcaste p hemeriserror,anovelmethodforhi g h-p recisionre-al-timeorbitdeterminationisp resentedinthisp a p erthatusesbothofthecarrierp haseandp seudo-ran g edataasmainobservationsandsetsthecorres p ondin gp arametersinthekalmanfiltermodeltose p arateandabsorbtheerrorsofgpsbroadcastorbitsandclockstoachievedecimeterlevelorbitre-sults.asimulativetestwascarriedouttop rocesss p ace-bornegpsdual fre q uenc ydatafor31consec-utiveda y sfromthechamp（ 320km），grace－a（ 460km） andsac－c（ 700km） satellitesatdiffer-entorbitalaltitudesusin gtheauto-develo p edsoftwaresatpods.thistestdemonstratesthatthep o-sitionandvelocit yerrors（ 3drms）oftheorbitresultsofthenew methodarereducedto30～40cmand0.3～0.5mm／ sres p ectivel y，meanin gthatorbitalaccuraciesareimp rovedb ymorethan50％ ascomp aredtothetraditionalmethod.

引用本文:

Citation:

wangfuhon g, gongxuewen, liu wanke. anoveldecimeter-levelreal-timeorbitdeterminational g orithmusin gs p ace-bornegpsmeasurementswithse p arationandabsor p tionofbroadcaste p hemeriserror[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(9): 1230-1236. doi: 10.13203/j .whu g is20130682