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工程化广播星历参数拟合算法与接口设计 总被引：1，自引：0，他引：1
对导航卫星广播星历参数拟合算法和接口设计问题进行了研究。通过条件数、参数相关性分析,指出小倾角问题是造成GPS开普勒轨道根数广播星历拟合算法不能适用于GEO卫星的最主要原因;通过分析定轨理论和拟合实例证明,GEO卫星星历参数Crc、Crs超限的主要原因是由于其轨道特性决定的;针对GEO卫星星历参数拟合法方程严重病态的问题,提出了动态加权的带参数约束条件平差算法。该方法能有效稳定星历拟合结果,解决Δn等星历参数超限的问题。 相似文献
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针对系统地评估我国北斗卫星导航系统广播星历精度与保障实时导航定位服务的需求,对BDS广播星历提供的卫星轨道、钟差以及用户测距误差(URE)的精度性能进行分析,统计了2015年连续4周全部BDS在轨健康卫星的广播星历各项精度指标值。分析结果表明:BDS的MEO和IGSO卫星轨道精度优于GEO卫星结果,且径向精度优于法向和切向精度;BDS搭载的国产星载铷钟卫星钟差序列相对比较稳定,其均方根误差优于4ns;GEO/IGSO卫星的用户距离误差(URE)在6m以内,MEO的URE优于20m。研究结果对北斗系统的建设、后期的发展和用户市场的拓展,都具有重要的参考价值。 相似文献
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本文介绍了全球定位系统(GPS)广播星历表达式及其参数拟合算法，分析了该表达式与算法对地球同步卫星(GEO)的适用性。计算结果表明，GPS广播星历参数及其拟合算法适用于GEO，且其拟合精度损失用用户测距误差(URE)表示时小于1毫米。 相似文献
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北斗GEO卫星轨道算法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过实际采集的北斗广播星历数据分析了GEO广播星历的相关轨道根数特性,北斗GEO卫星广播星历拟合坐标旋转法,给出了适用于北斗GEO卫星的轨道计算方法,通过理论分析和试验验证了北斗GEO法的可用性与正确性。 相似文献
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关于坐标旋转法进行地球静止轨道导航卫星广播星历拟合的探讨 总被引：5，自引：1，他引：4
介绍基于坐标选转法的GEO广播星历拟合算法,推导坐标系旋转前后卫星瞬时轨道根数及其摄动的解析关系式,分析选择不同惯性系(不同的X轴指向和不同旋转角)对卫星轨道根数及其摄动的影响,通过仿真GEO轨道的广播星历拟合实验分析不同坐标旋转角度对星历参数拟合结果的影响。分析和试验表明:①采用简化法,经坐标变换后得到的轨道倾角不为常数,而是随着选择的参考历元不同呈周期性变化;②选择不同的惯性参考系会导致轨道倾角摄动以不同的放大倍数放大后被新坐标系的轨道升交点赤经摄动和近地点幅角摄动吸收,放大倍数可达几十倍至上百倍甚至出现奇点;③拟合得到的GEO卫星星历参数Δn和.Ω的取值范围随坐标旋转角的增大而减小。 相似文献
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对精密星历进行内插是卫星定位数据高精度处理中的一项基础工作。利用滑动式切比雪夫多项式拟合法及不同的拟合节点数和拟合阶数,分析精密星历中MEO,IGSO,GEO不同轨道的北斗卫星插值精度。实验表明,三类北斗卫星达到较高插值精度的拟合节点数和阶数不同,设置适当的拟合节点数和阶数,达到亚毫米级的内插精度。该算法完全适用于对BDS精密星历的插值。 相似文献
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LEO广播星历参数设计的无奇点根数法 总被引：1，自引：0，他引：1
针对LEO卫星的广播星历参数设计,在分析低地球轨道(LEO)卫星轨道根数变化特征的基础上,从第二类无奇点根数出发,对标准GPS广播星历的轨道及其摄动表征进行改造,提出一套专用于LEO卫星的23参数星历表示法,并推导了相应的用户卫星位置计算公式。拟合试验表明,20 min星历拟合的用户距离误差(URE)的均方根优于0.05 m。 相似文献
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低轨导航增强卫星的轨道状态型星历参数设计 总被引：1，自引：0，他引：1
导航增强卫星从高轨拓展到低轨,需要设计可靠的低轨道LEO广播星历参数。GLONASS广播星历模型能够利用9个状态参数高精度描述30min内中高轨卫星的摄动运动,但不能直接用于低轨卫星。为了适应LEO的摄动力的短期快变化,设计了基于轨道状态型的21参数广播星历模型。分析了低轨卫星主要摄动力的短期变化规律,选取了二次多项式和基于轨道半周期的三角函数来补偿大气阻力等主要摄动在3个方向上的累计。基于星历拟合试验讨论了拟合参数个数、拟合时段和数据间隔对500~1200km轨道高度的LEO圆轨道的拟合精度影响。试验表明,当拟合时段为20min(约1/5个轨道周期)时,轨道高度大于700km的近圆轨道,拟合用户距离误差(FURE)精度优于0.05m;高度为1000km时,FURE平均精度达到0.03m。 相似文献
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广播星历参数拟合算法研究 总被引：7，自引：0，他引：7
导航卫星一般采用近圆轨道,当卫星轨道偏心率或者轨道倾角接近于0时,利用GPS卫星开普勒轨道根数拟合卫星广播星历会出现一些问题。当高轨卫星轨道偏心率接近0时,广播星历拟合精度下降甚至拟合失败,为此本文提出了减少拟合参数个数、固定轨道根数M0或者延长星历参数拟合弧段长度的方法;针对GEO卫星在小倾角情况下,广播星历可能拟合失败的情况,本文提出了改变坐标系参考轨道面,在新的坐标系下拟合广播星历的方法。结果表明,改进后的拟合方法能适用于各种类型的导航卫星轨道,拟合精度在cm级或者mm级。 相似文献
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LEO卫星轨道根数型星历参数与接口设计 总被引：1，自引：1，他引：0
低轨卫星是导航增强系统发展的新兴力量,具有独特优势。广播星历参数是其实现星基增强的重要指标。中轨GPS星历采用16/18参数模型,若直接用于LEO的星历参数拟合,卫星沿迹方向的位置分量拟合误差大,且对小偏心率近圆轨道有潜在的拟合法矩阵病态问题。基于第一类无奇点根数,通过增加或修改轨道沿迹向和径向摄动参数,设计了适用于近圆低轨卫星的16～19参数的5种星历模型。基于300～1500 km高度LEO的拟合试验表明:提出的16/17/18/18~*/19参数星历,URE最大值分别优于10/6/4/5/2.5 cm。最后,根据拟合参数的变化范围,对5个星历模型进行了接口设计。在数据截断对URE的影响为毫米量级要求下,总比特位分别为329/343/376/379/396,其中16/17参数星历模型比GPS16参数模型减少了29/15个,18/18~*/19参数星历模型比GPS18参数星历模型减少了64/61/41个。 相似文献
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Low Earth orbit (LEO) constellations have potentialities to augment global navigation satellite systems for better service performance. The prerequisite is to provide the broadcast ephemerides that meet the accuracy requirement for navigation and positioning. In this study, the Kepler ephemeris model is chosen as the basis of LEO broadcast ephemeris design for backward compatibility and simplicity. To eliminate the singularity caused by the smaller eccentricity of LEO satellites compared to MEO satellites, non-singular elements are introduced for curve fitting of parameters and then transformed to Kepler elements to assure the algorithm of ephemeris computation remains unchanged for the user. We analyze the variation characteristics of LEO orbital elements and establish suitable broadcast ephemeris models considering fit accuracy, number of parameters, fit interval, and orbital altitude. The results of the fit accuracy for different fit intervals and orbital altitudes suggest that the optimal parameter selections are \((Crs3,Crc3)\), \((Crs3,Crc3, \, \dot{a},\dot{n})\) and \(\left( {Crs3,Crc3, \, \dot{a},\dot{n}, \, \ddot{i},\ddot{a}} \right)\), i.e., adding two, four or six parameters to the GPS 16-parameter ephemeris. When adding four parameters, the fit accuracy can be improved by about one order of magnitude compared to the GPS 16-parameter ephemeris model, and fit errors of less than 10 cm can be achieved with 20-min fit interval for a 400–1400 km orbital altitude. In addition, the effects of the number of parameters, fit interval, and orbit altitude on fit accuracy are discussed in detail. The validation with four LEO satellites in orbit also confirms the effectiveness of proposed models. 相似文献
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Computation of broadcast ephemerides is a fundamental task in satellite navigation and positioning. The GPS constellation is composed of medium-earth-orbit (MEO) satellites, and therefore can employ a uniform parameter set to produce broadcast ephemerides. However, other navigation satellite systems such as Compass and IRNSS may include a mixture of inclined-geosynchronous-orbit (IGSO), geostationary-earth-orbit (GEO) and MEO satellites, requiring different parameter sets for each type of orbit. We analyze the variational characteristics of satellite ephemerides with respect to orbital elements; then present a method to design an optimal parameter set for broadcast ephemerides, and derive the parameter sets for IGSO, GEO, and MEO satellites. The computational complexities of the user algorithms for the optimal parameter sets are equivalent to that of the standard GPS user algorithm. Simulation and statistical analyses indicate that the optimal parameter set is $ \left\{ {\sqrt {A_{0} } ,e_{0} ,i_{0} ,\Upomega_{0} ,M_{0} ,\omega_{0} ,\dot{\Upomega },\dot{u},\dot{i},C_{\Upomega c3} ,C_{\Upomega s3} ,C_{uc2} ,C_{us2} ,C_{rc2} ,C_{rs2} } \right\} $ for IGSO and GEO satellites, and $ \left\{ {\sqrt {A_{0} } ,e_{0} ,i_{0} ,\Upomega_{0} ,M_{0} ,\omega_{0} ,\dot{\Upomega },\dot{u},\dot{i},C_{uc2} ,C_{us2} ,C_{rc2} ,C_{rs2} ,C_{ic2} ,C_{is2} } \right\} $ for MEO satellites. 相似文献
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