GPS星历对实时定位精度的影响研究.pdfVIP

第1期 张磊等．GPS星历对实时定位精度的影响研究 文章编号：1672—8262(2007)叭一13—02 中图分类号：P228 文献标识码：B GPS星历对实时定位精度的影响研究 张磊1，朱宝训2，殷海涛3，楚亮3 3．西南交通大学测量系，四川成都610031) 摘 要：GPS卫星星历是影响GPs定位精度和实时性的主要因素之一。通过比较现有GPs卫星星历的时延性，得出 只有广播星历和IGs提供的预报星历才能满足GPs定位的实时性要求，并利用实际数据分析了这两种星历对实时定 位的精度影V向，为今后的GPs实时定位工作提供了帮助。 关键词：GPS；卫星星历：实时定位 1 引 言 近年来，GPs技术在大地测量、城市勘测、导航、气 前，IGs及其分析中心提供的最终星历的精度优于5cm， 象等领域的开发和广泛运用对GPs定位的精度和实 卫星钟差精度已经达到了小于0．1ns的水平。对于IGS 时性提出了越来越高的要求。而GPS卫星星历正是 最终星历来说，精度虽然很高，但时问延迟11d，这就大 影响其定位精度和实时性的主要因素之一。目前存在 cm，钟差 的GPS卫星星历能够满足实时性要求的只有广播星 事后快速精密星历(其时延17h，位置精度10 历和国际GPS服务机构(IGS)提供的预报星历(ultra精度0．5ns)，也不能满足实时的要求。 —rapidEphemeris)，因此研究这两种星历对GPS定位 的精度影响是非常必要的。本文首先研究了现有卫星 5日(GPS周1052周)提供了预报星历。预报星历和 星历的轨道精度和时延性，然后结合实际数据分析了 预报卫星钟差的更新率为6 Universal 广播星历和预报星历对GPS实时定位精度的影响。 Time)3：00、UTC9：00、UTC 21：00各发布一次。预报星历的历元间隔为15min， 2 GPS卫星星历来源及其精度分析 共包括48h的轨道信息，前24h是基于跟踪站的观测 GPS卫星星历按照精度可分为广播星历和精密星 值计算得到，后24h是外推预报得到的，超快星历提供 历。广播星历是通过接收机接收卫星发射的含有轨道 的卫星位置精度在前24h的精度在10cm以内，明显高 信息的导航电文，经过解码获得的卫星星历推算得到 于后24h的位置精度(20～50cm)，而且后24h精度随 卫星位置，精度只在±1～±4m左右，由广播星历误差 着时间的向后推移逐渐降低MJ。由于预测精密星历从 计算完成到发布存在3h的时间延迟，所以，如果需要 引起的基线相对误差也将达到1×10～～2×10‘。1，甚 进行实时解算就最好使用上一次发布的预报星历，这 至有时可达3×10～～4×10～，这种轨道信息是达不 到精密定位要求的¨o，目前广播星历主要用于导航定 样可以保持较高的轨道精度。 位和低等级的工程测量心’3』。 通过以上分析可得知，在现存的GPs卫星星历中 精密星历是由国际GPs服务(IGS)机构通过Inter— GPs定位的实时性要求，下面就重点分析它们对GPS net(互联网)发布。IGs机构由国际大地测量协会 实时定位精度所产生的影响。 (IAG)协调的一个永久性GPS服务机构，主要以向地学 研究提供GPS卫星精密星历、IGS跟踪站坐标及速度、 地球自转参数、全球电离层、对流层信息等为基本目标。 3数据处理与