GPS卫星钟差预报与精密钟差估计研究

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GPS卫星导航定位的基本观测量就是距离测量，即在统一的时间和坐标系统内快速而精确地测量GPS卫星信号发射时刻卫星的位置与信号接收时刻测站接收机的位置之间的几何距离。由GPS卫星测距的原理可知，要实现高精度的距离测量，实际上就是要精确地测定卫星信号的传播时间。显然卫星钟差的存在会影响时间测量的精度，从而影响卫星的定位精度。
　　随着精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）技术的发展，对于精确的卫星坐标以及卫星钟差改正精度的要求越来越高，精密卫星星历以及精密卫星钟差的求解便成为了制约精密单点定位技术发展的瓶颈问题。在GPS卫星广播星历中提供给用户卫星时钟改正参数，可以使用二阶多项式模拟卫星钟的变化规律加以改正，但是这种改正精度较低，等效的距离误差达到米级，不能满足分米级甚至厘米级高精度导航定位的要求。本文的主要研究内容如下:
　　(1)系统的介绍了GPS卫星钟差预报和精密钟差估计的基本理论，钟差估计中涉及到的时间系统以及坐标系统的转换，RINEX和SP3数据格式，无电离层延迟的载波相位和测码伪距观测值的线性组合，卫星钟差预报和精密钟差估计的模型，模型化误差改正数的计算以及估计精度评定的方法。
　　(2)分别采用附有一阶相对论效应改正的二次多项式模型和线性模型进行了GPS卫星钟差的短期预报，将两个模型的预报值与IGS最终精密钟差对比。结果表明二次多项式模型的预报精度约在5纳秒(ns)上下，但预报精度不稳定，预报误差随时间延长有积累的趋势，且误差分布不集中，波动幅度较大。线性模型的预报精度比较稳定可达纳秒甚至亚纳秒级，要稍优于超快速星历预报钟差的精度。
　　(3)基于修复周跳的载波相位观测值与相位平滑伪距观测值，采用无电离层延迟星间单差精密卫星钟差估计模型，在先估计出整周模糊度后，进行了精密卫星钟差的估计，并采用与IGS事后精密钟差作二次差的方法进行精度分析，结果表明采用该模型能够达到0.5ns左右的估计精度，能够满足分米级的精密定位需求。

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作者
孟范伟;
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作者单位

山东科技大学;

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授予单位山东科技大学;
学科大地测量学与测量工程
授予学位硕士
导师姓名卢秀山,郭英;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类全球定位系统（GPS）;
关键词
卫星导航定位; 卫星钟差估计; 二次多项式模型; 线性模型; 星间单差; 精密钟差估计模型;

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