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1.
《天文学报》2017,(2)
精度是北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)服务指标体系的重要内容.给出了北斗卫星导航系统精度指标的含义及精度指标的评估方法,利用实测数据分析了北斗系统实际实现的精度指标,并将其与GPS系统实际实现的精度指标作比较分析.DOP(几何精度因子)值由卫星导航系统空间星座分布决定,是影响用户定位授时精度的重要因素,比较了北斗与GPS在中国区域DOP值分布的差异.GPS系统PDOP(定位几何精度因子)分布均匀,随用户经度和纬度变化不大,在1.0–2.0之间.而受混合星座影响,北斗系统PDOP分布随着测站经度和纬度变化较大,变化范围为1.5–5.0;且随测站纬度增加而变大,由中心经度(东经118?)向两侧不断变大.对于影响用户等效距离误差的空间信号精度进行了比较分析.利用IGS(国际GNSS服务组织)提供的事后精密轨道、激光跟踪数据和北斗双向时频传递测量的卫星钟差评估了北斗基本导航电文的精度.结果表明:北斗IGSO(倾斜地球同步轨道)卫星和MEO(中轨道)卫星轨道径向误差约为0.5 m,大于GPS卫星轨道小于0.2 m的径向误差.北斗GEO(地球同步轨道)卫星激光残差约为65 cm,IGSO卫星和MEO卫星激光残差约为50 cm.受卫星钟差数据龄期影响,MEO卫星钟差参数误差明显大于IGSO卫星和GEO卫星,约为0.80 m.最后,采用MGEX(多GNSS系统试验项目)多模接收机进行了定位试验,分析了北斗系统和GPS在定位精度上的差异.结果表明:受星座构型影响,北斗卫星导航系统定位精度与GPS系统定位精度相比有所差异,但满足水平定位精度优于10 m、高程定位精度优于10 m的设计要求,双系统组合定位精度好于单一系统定位精度. 相似文献
2.
GPS星间链路及其数据的模拟方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
主要介绍了GPS星间链路（星间链路是卫星导航系统实现自主运行的一项重要的关键技术）的工作模式,重点讨论了GPS星间链路数据的模拟方法。采用契比雪夫多项式拟合方法,获得对IGS（International GPS Service）公布的GPS精密星历加密到以1 s为间隔的数据。由信号接收时刻获得的两颗卫星间的距离作为初始值,反复迭代推算出发射信号的卫星发射信号的时刻,从而得到两颗卫星间的星间伪距观测值,再加上各项约束条件（如噪声,钟差等）后获得了两颗卫星间模拟的星间链路数据。 相似文献
3.
为了研究低轨通信卫星多普勒定位性能,首先分析了低轨卫星的对地覆盖特性、信号传输特性以及多普勒频移特性,推导了多普勒定位原理和方法,提出了适用于多普勒定位的精度因子.基于已在轨的铱星和全球星系统,解算了全球范围可见卫星数和定位精度因子,并对相应测站进行了定位仿真实验和误差分析.结果表明:对于铱星和全球星系统,随着纬度降低,卫星可见数减小,多普勒几何精度因子变大;多普勒定位结果精度同时受到频率测量精度、卫星位置误差以及卫星速度误差影响,当卫星位置误差小于10 m、卫星速度误差小于0.1 km·s-1时,对定位结果影响不大,此时频率测量精度成为影响定位精度的决定性因素,且当频率测量精度为0.01 Hz时,定位精度可达1.18 m. 相似文献
4.
在全球导航卫星系统中,定位精度是一个重要的性能指标。准确的定位误差模型有利于理解系统的工作模式,同时也为进一步提高系统性能提供指导。当卫星的测距误差满足相互独立和方差均一的条件时,定位误差等于测距误差标准差与几何精度因子的乘积。然而在实际应用中,由于不同卫星信号的传播路径不同,测距误差的统计特征难以相同,尤其当卫星信号受到多径干扰与电离层闪烁影响时,不同卫星间的测距误差有显著的差异。介绍了一种利用奇异值分解方法建立的非均一测距误差的定位误差理论模型,利用北京站与香港站的实测数据,对受到多径效应与电离层闪烁影响的定位误差进行分析。结果表明,其统计特性与非均一方差的定位误差模型给出的结果一致,验证了模型的正确性和有效性。 相似文献
5.
随着低轨星座建设的不断推进,计算卫星空间信号测距误差(signal in space range error,SISRE)的面向对象不再局限于全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)的地面用户,还包括GNSS的低轨星载用户和低轨导航系统地面用户。为更好地支持基于低轨星座SISRE的解算,根据SISRE的计算原理,分别研究了低轨星载用户和低轨卫星地面用户的SISRE误差投影系数的特征。计算结果显示,GNSS卫星对地面用户的误差投影系数并不适用于低轨星载用户及低轨导航星座地面用户。当低轨卫星轨道高度由2 000 km降低至300 km时,GNSS卫星对低轨星载接收机的轨道径向误差投影系数由0.96增加到0.98,轨道切法平面误差投影系数由0.20降低至0.15;低轨卫星对地面用户的轨道径向误差投影系数从0.72降至0.37,轨道切法平面误差投影系数从0.49增加至0.66。上述结果可为未来低轨卫星相关的空间信号测距误差分析以及低轨完好性研究提供重要参考。 相似文献
6.
简要地介绍了GPS/LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态 ,列举了几个主要的LEO卫星计划 ;重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题 ,并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线。上海天文台在GPS/LEO空基气象学中已经成功地提出 :通过通约LEO/GPS轨道方法 ,实现掩星地面观测点控制的新思路。作为一个应用实例 ,针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景 ,提出利用通约LEO/GPS卫星可对该地区大气实施监控。为了充分利用GPS/LEO掩星观测资源 ,上海天文台开展了振幅反演的计算方法研究 ;提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制 ,并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响。简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法。作为国内天文地球动力学研究中心 ,上海天文台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS/LEO掩星技术观测处理的软件系统。作为空基GPS气象学的推广 ,还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验 ,论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用 相似文献
7.
对中俄联合火星星-星电离层掩星技术体制进行了分析和介绍,采用三维射线追踪方法对电离层掩星事件的电波观测值进行了模拟计算,并利用模拟的掩星观测数据进行了电子密度廓线反演,结果说明仿真算法可靠.利用仿真的方法,分别对掩星电波相位观测误差和卫星轨道误差等带来的反演误差进行了个例计算和分析,结果得到:5%周的相位测量误差对白天电离层掩星探测结果的影响可以忽略,而夜间电子密度测量的绝对误差小于4×108 m-3;卫星轨道误差对掩星的主要影响是导致电离层高度抬升或下降.结果表明,中俄联合火星电离层掩星探测技术体制先进,可望获得高精度的电子密度廓线;其技术体制也可以用于月球电离层环境的探测. 相似文献
8.
利用GPS系统传递时间信息,受到各国时频工作者的关注,中国北京无线电计量测试研究昕(BIRM)和中国科学院武汉测量与地球物理研究所(WTO)等单位于1987年7月12至18目在北京、西安、临潼三地同时进行中国首次GPS共视法时间传递与同步试验,得到接收点均方根时间起伏值优于3.5ns,单站接收一个GPS卫星时间传递与同步误差可达5～16ns,两站共视接收GPS信号的时间传递与同步误差可以减小5ns左右,利用搬运钟验证,站间时间同步准确度可优于50ns。 相似文献
9.
GPS卫星的激光测距和应用研究 总被引：2，自引：0，他引：2
简述了SLR和GPS跟踪技术的发展概况。详细介绍了近几年来对GPS－35、36卫星的激光测距进展和应用研究的情况。给出了残差分析的初步结果,并指出了目前GPS卫星的稀少的激光测距资料对卫星精密定轨和站坐标的解算是有价值的。同时,也简单地评述了GPS卫星的微波和激光跟踪技术各自的优势和弱点．建议联合利用GPS-35、36卫星的SLR和GPS观测资料来开展有关的应用研究。最后,对今后的应用研究工作提出了建议． 相似文献
10.
上海天文台GPS掩星技术研究现状 总被引：3，自引：0，他引：3
简要地介绍了GPS／LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态，列举了几个主要的LEO卫星计划；重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题，并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线。上海天台在GPS／LEO空基气象学中已经成功地提出：通过通约LEO／GPS轨道方法，实现掩星地面观测点控制的新思路。作为一个应用实例，针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景，提出利用通约LEO／GPS卫星可对该地区大气实施监控。为了充分利用GPS／LEO掩星观测资源，上海天台开展了振幅反演的计算方法研究；提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制，并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响。简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法。作为国内天地球动力学研究中心，上海天台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS／LEO掩星技术观测处理的软件系统。作为空基GPS气象学的推广，还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验，论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用。 相似文献
11.
Global navigation satellite systems use appropriate satellite constellations to get the coordinates of an user—close to Earth—in an almost inertial reference system. We have simulated both GPS and GALILEO constellations. Uncertainties in the satellite world lines lead to dominant positioning errors. In this paper, a detailed analysis of these errors is developed inside a great region surrounding Earth. This analysis is performed in the framework of the so-called relativistic positioning systems. Our study is based on the Jacobian (J) of the transformation giving the emission coordinates in terms of the inertial ones. Around points of vanishing J, positioning errors are too large. We show that, for any 4-tuple of satellites, the points with J=0 are located at distances, D, from the Earth centre greater than about 2R/3, where R is the radius of the satellite orbits which are assumed to be circumferences. Our results strongly suggest that, for D-distances greater than 2R/3 and smaller than 105 km, a rather good positioning may be achieved by using appropriate satellite 4-tuples without J=0 points located in the user vicinity. The way to find these 4-tuples is discussed for arbitrary users with D<105 km and, then, preliminary considerations about satellite navigation at D<105 km are presented. Future work on the subject of space navigation—based on appropriate simulations—is in progress. 相似文献
12.
研究了多模卫星导航系统的RAIM（接收机完好性自主检测）算法,根据多模卫星导航系统的定位模型,基于最小二乘法的原理计算伪距残差,构造奇偶矢量进行故障检测和故障排除。在只有一个观测量出现粗差的前提下,仿真了GPS与多模GPS／GLONAss／Galileo系统下的卫星可见数和DOP（精度因子）,对比了衡量RAIM算法可用性的水平保护门限值（HPL）及这2种系统下的故障检测率与故障排除率。仿真结果表明：与GPS相比,多模导航系统具有更多的可见星,RAIM算法的可用性更高,并且其故障检测和故障排除的性能更好。因此,多模卫星导航系统不仅能为用户提供更高的定位精度,还能为用户提供更好的完好性保障。 相似文献
13.
《天文和天体物理学研究(英文版)》2012,(6):601-624
This paper reviews positioning systems in the context of communication systems.First,the basic positioning technique is described for location based service(LBS) in mobile communication systems.Then the high integrity global positioning system(iGPS) is introduced in terms of aspects of what it is and how the low Earth orbit(LEO) Iridium telecommunication satellites enhance the global positioning system(GPS).Emphasis is on the Chinese Area Positioning System(CAPS) which is mainly based on commercial geostationary(GEO) communication satellites,including decommissioned GEO and inclined geosynchronous communication satellites.Characterized by its low cost,high flexibility,wide-area coverage and ample frequency resources,a distinctive feature of CAPS is that its navigation messages are generated on the ground,then uploaded to and forwarded by the communication satellites.Fundamental principles and key technologies applied in the construction of CAPS are presented in detail from the CAPS validation phase to its experimental system setup.A prospective view of CAPS has concluded it to be a seamless,high accuracy,large capacity navigation and communication system which can be achieved by expanding it world wide and enhancing it with LEO satellites and mobile base stations.Hence,this system is a potential candidate for the next generation of radio navigation after GPS. 相似文献
14.
中国区域定位系统（Chinese Area Positioning System,CAPS）是基于通信卫星的转发式卫星导航系统,基本原理是导航信号由地面导航站上行,经通信卫星转发向地面广播,用户接收机接收导航信号和电文实现导航定位。在试验验证阶段,CAPS仅采用同步轨道通信卫星进行信号的转发和广播,用户接收机利用气压测高技术实现高程辅助下的定位解算。为了描述CAPS水平定位误差的分布,作者定义了高程辅助算法下的东精度衰减因子（Dilution of PrecisionEast,EDOP）和北精度衰减因子（Dilution of Precision North,NDOP）。根据CAPS星座分布,分析系统覆盖范围内高程辅助下EDOP和NDOP数值,结果表明CAPS的EDOP和NDOP是关于赤道南北对称,关于同步轨道通信卫星的平均经度子午圈对称。在平均经度子午圈附近,EDOP出现最小值;在同一纬度圈上,离平均子午圈越远,EDOP数值越大。在CAPS覆盖区域内,任一格点上的NDOP总是大于EDOP,当用户由低纬度地区向高纬度地区移动时,在站心坐标系内卫星在南北方向拉开的距离增大,NDOP变小。利用北京、上海、长春、西安、乌鲁木齐和昆明6个CAPS测站进行仿真分析,结果表明本文提出的EDOP和NDOP可用于估算星座空间布局对用户伪距测量误差的放大程度,并可以解释CAPS接收机在高程辅助下水平定位精度东西方向总是优于南北方向的现象。进一步的实测数据分析表明,EDOP和NDOP可以用来估算南北方向和东西方向的定位精度。 相似文献
15.
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A New Ionosphere Monitoring Technology Based on GPS 总被引：1，自引：0，他引：1
Claudio Brunini Amalia Meza Francisco Azpilicueta María Andrea Van Zele Mauricio Gende Alejandro Díaz 《Astrophysics and Space Science》2004,290(3-4):415-429
Although global positioning system (GPS) was originally planned as a satellite-based radio-navigation system for military purposes, civilian users have significantly increased their access to the system for both, commercial and scientific applications. Almost 400 permanent GPS tracking stations have been stablished around the globe with the main purpose of supporting scientific research. In addition, several GPS receivers on board of low Earth orbit satellites fitted with special antennas that focus on Earth's horizon, are tracking the radio signals broadcasted by the high-orbiting GPS satellites, as they rise and set on Earth horizon. The data of these ground and space-born GPS receivers, readily accessible through Internet in a ‘virtual observatory’ managed by the International GPS Service, are extensively used for many researches and might possibly ignite a revolution in Earth remote sensing. By measuring the changes in the time it takes for the GPS signals to arrive at the receiver as they travel through Earth's atmosphere, scientists can derive a surprising amount of information about the Earth's ionosphere, a turbulent shroud of charged particles that, when stimulated by solar flares, can disrupt communications around the world. This contribution presents a methodology to obtain high temporal resolution images of the ionospheric electron content that lead to two-dimensional vertical total electron content maps and three-dimensional electron density distribution. Some exemplifying results are shown at the end of the paper. 相似文献
17.
大气层对ＧＰＳ信号的传播有时间延迟作用，时廷将影响ＧＰＳ系统的定位和定时精度，且随气象因素的变化而变化．本文根据３年有关的气象资料，采用大气指数模型分析了广州地区大气层随昼夜变化、季节变化和太阳活动变化对ＧＰＳ信号传播时延影响的变化规律．分析得知，在信号垂直传播时，大气层对ＧＰＳ信号传播的影响，用距离表示．最大时为２．６９１ｍ，最小时也会产生１．９９３ｍ的误差；如果信号斜传播，误差因仰角因素将更大． 相似文献
18.
越来越多的LEO卫星装载了高精度的星载GPS接收机,星载GPS定轨已成为LEO卫星精密定轨的重要手段之一。星载GPS精密定轨精度依赖于GPS星历及钟差精度,采用CODE(Center for Orbit Determination in Europe)官方网站提供的GPS精密星历及钟差数据,基于瑞士伯尼尔大学开发的Bernese 5.0软件,采用非差减缩动力学定轨方法,解算了60天的CHAMP卫星和SAC-C卫星轨道,并将所得轨道与JPL和GFZ事后科学轨道比较,得出的轨道位置三维精度优于20 cm量级,速度三维精度约为0.20 mm/s。 相似文献
19.
T. P. Kiseleva A. A. Kiselev O. A. Kalinichenko N. A. Vasilyeva M. L. Khovricheva 《Solar System Research》2008,42(5):414-433
The results of photographic observations of Jupiter’s Galilean satellites made with the 26-inch refractor at the Pulkovo Observatory from 1986 to 2005 are given. Satellite coordinates with respect to Jupiter and the mutual distances between the satellites have been determined. A scale-trale technique that does not require reference stars for the astrometric reduction of measurements has been used. The effect of the Jupiter phase has been taken into account in the jovicentric coordinates. The observation results have been compared with a modern theory of the Galilean satellites’ motions. Systematic observation errors depending on the observation technique have been studied. The intrinsic observation accuracy in the random quotient is characterized by the values 0.041″ over X and Y. The external accuracy of the relative Galilean satellite coordinates determined by comparing the observations with modern ephemerides turned out to be equal to 0.165″, 0.213″ for the Jovicentric coordinates and 0.134″, 0.170″ for the “satellite-satellite” coordinates. The highest accuracy of the relative satellite coordinates is reached at small distances between the satellites which are less than 100″: the corresponding mean-square errors of one observation are equal in to the external convergence to 0.050″, 0.070″. The results of photographic observations have been compared with the first CCD observations of the Jupiter satellites made in 2004 with the 26-inch refractor. 相似文献