论文部分内容阅读
GNSS实时精密卫星钟差数据是实现实时精密单点定位(RT-PPP)技术的关键!国际GNSS服务组织(IGS)提供的超快速(Ultra-Rapid)实时预报卫星钟差的精度较差(3ns),不能满足RT-PPP的精度要求。目前IGS只提供中国北斗导航卫星系统(BDS)的事后精密卫星钟差,尚未提供卫星钟差的实时数据流(RTS)产品。因此,本文基于区域GNSS参考站网络,对GNSS实时精密卫星钟差估计理论及算法进行研究,实时估计GNSS精密卫星钟差,从而实现区域范围内的GNSS RT-PPP,具有重要的应用价值。本文利用区域GNSS参考站网数据,基于星间单差的观测模型,采用序贯最小二乘参数估计方法,对GPS和BDS相对精密卫星钟差进行了解算。首先对基于星间单差的GNSS实时精密卫星钟差估计的算法进行了研究,然后采用国家海洋局环渤海GPS业务观测站数据和澳大利亚MGEX观测站数据,利用Fortran语言对GPS和BDS相对卫星钟差解算的算法进行了实现,设计了两个试验方案,将解算的GPS卫星钟差用于两个方案的GPS RT-PPP中,最后对解算结果进行精度的对比和分析。由于测站间的距离较近,测站间对流层延迟相关性较强,多站联合解算易造成法方程的病态性。本文采用先单站分别单独解算相对卫星钟差,然后多站联合加权获取最终卫星钟差的方法。将自编程序解算的GPS相对卫星钟差和BDS相对卫星钟差分别与IGS和MGEX提供的事后精密卫星钟差产品进行精度对比和分析。试验结果表明:GPS相对卫星钟差的标准差(STD)均在0.16ns以内,BDS相对卫星钟差的标准差(STD)均在0.07ns以内。本文在对GPS和BDS的相对卫星钟差进行解算时,分别利用IGU超快速预报星历以及MGEX提供的事后精密星历对GPS和BDS卫星轨道进行固定,由于IGU预报星历精度较MGEX事后精密星历差,所以BDS相对卫星钟差解算精度优于GPS相对卫星钟差的解算精度。为了验证本文估计的实时GNSS精密卫星钟差用于区域RT-PPP的可行性,本文利用国家海洋局环渤海GPS业务观测站数据进行了实时精密卫星钟差的估计;然后,设计了两个试验方案,试验方案一,以国家海洋局环渤海GPS业务观测站周边IGS站(BJFS站)及未参与钟差估计的其他两个业务观测站为例,利用本文估计的钟差数据进行RT-PPP处理,并根据GPS站点的已知坐标对RT-PPP的精度进行评价,试验结果表明:在初始整周模糊度收敛的情况下,各测站的水平方向误差均在5cm以内,而高程方向误差在10cm以内,上述结果进一步验证了本文估计的实时精密卫星钟差能够满足高精度RT-PPP的应用要求;试验方案二,将利用区域参考站网估计的GPS实时精密卫星钟差用于距离参考站网较远的八个IGS站的RT-PPP中,并与试验方案一的解算结果进行对比,探讨了基于区域参考站网估计的精密卫星钟差用于不同区域站点的PPP的可行性,试验数据表明:测站与区域参考站网中心距离的增加使得测站与区域参考站网的共视卫星数减少,卫星的空间几何结构变差,降低了PPP解算结果的精度,在实际生产中,应该充分考虑区域参考站网与待解算测站之间的距离,以此建立较为合适的区域参考站网,满足实际生产的需求。