联合GNSS和SLR观测对地球自转参数的解算与分析_魏二虎
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中国科技期刊数据库 工业C2015年29期 331GNSS 控制网起算点的选择及分析周宏新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院,新疆 昌吉 831100摘要:GNSS 网起算点的兼容性及其分布对平差结果有较大的影响。
通过选择起算点的分布方式,采用平面四参数坐标转换法对起算点进行精度分析,剔除粗差点后进行约束平差,可有效提高GNSS 控制网的精度。
关键词:GNSS 控制网;起算点;选择分析 中图分类号:P228.4 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)29-0331-031 GNSS 控制系统概述GNSS 系统--GNSS 是GlobalNavigationSatelliteSystem 的缩写。
很长时间以来,它有两个译名:全球卫星导航系统和全球导航卫星系统。
早在20世纪90年代中期开始,欧盟为了打破美国在卫星定位、导航、授时市场中的垄断地位,获取巨大的市场利益,增加欧洲人的就业机会,一直在致力于一个雄心勃勃的民用全球导航卫星系统计划,称之为GlobalNavigationSatelliteSystem 。
该计划分两步实施:第一步是建立一个综合利用美国的GPS 系统和俄罗斯的GLONASS 系统的第一代全球导航卫星系统(当时称为GNSS-1,即后来建成的EGNOS );第二步是建立一个完全独立于美国的GPS 系统和俄罗斯的GLONASS 系统之外的第二代全球导航卫星系统,即正在建设中的Galileo 卫星导航定位系统。
由此可见,GNSS 从一问世起,就不是一个单一星座系统,而是一个包括GPS 、GLONASS 等在内的综合星座系统。
近年来,GPS 接收机制造厂商纷纷推出高性能GNSS 接收机。
如PENTAX 的Smart78/88、Smart8800,后者更是可以升级到72通道,成为真正意义上的GNSS 接收机。
综上所述,GNSS 的中文译名应为全球导航卫星系统。
起卫星定位导航系统,人们就会想到GPS ,但是现在,伴随着众多卫星定位导航系统的兴起,全球卫星定位导航系统有了一个全新的称呼:GNSS 。
GNSS多系统组合PPP解算方法与成果分析苗维凯;陈旭升;刘洋洋【摘要】研究GPS、GLONASS和BDS三系统组合精密单点定位(PPP),包括函数模型、对流层延迟参数和差分码偏差(DCB)参数的解算方法.利用C++语言编制3系统组合PPP程序,分析MEGX网12个连续跟踪站1周观测数据,结果表明,无电离层组合模型和非组合模型的收敛速度和定位精度相当,同一测站在不同时间的收敛速度无明显差异,但非组合模型采用先验电离层信息约束可提高定位的收敛速度.多系统组合定位能改善PDOP值,提高收敛速度和定位精度;3系统组合PPP的水平坐标精度约3 cm,高程精度约5 cm,优于3个系统单独定位或2个系统组合定位的精度;当卫星遮挡较大时,多系统PPP结果较单系统更为稳定.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】7页(P521-527)【关键词】GPS/GLONASS/BDS;PPP;定位精度;收敛速度【作者】苗维凯;陈旭升;刘洋洋【作者单位】同济大学测绘与地理信息学院,上海市四平路1239号,200092;西南交通大学地球科学与环境工程学院,成都市犀安路999号,611756;中国科学院国家授时中心,西安市书院东路3号,710600【正文语种】中文【中图分类】P228精密单点定位(PPP)技术以其cm级甚至更高的定位精度广泛应用于低轨卫星精密定轨、地壳形变监测、GNSS气象学、海陆空不同载体的高精度定位、区域地震活动监测、时间传递等诸多领域[1-3]。
PPP技术最大的问题是收敛时间太长,利用无电离层组合模型加上模糊度固定技术可以提高收敛速度,但对于采用频分多址技术的GLONASS系统,各种硬件偏差很难准确获取。
目前提高PPP收敛速度的方法主要有2种,一是增加第3频率的观测值,如L5观测值[4],但这样会增加接收机成本;二是采用多系统组合定位[5-6]。
通常情况下,多系统组合PPP的函数模型采用无电离层组合模型,随机模型按先验定权模型。
五款GNSS数据处理软件基线解算结果研究作者:卢翔峰来源:《科技创新与生产力》 2016年第2期卢翔峰(中国冶金地质总局第三地质勘查院,山西太原 030020)摘要:文章以国内较为常用的五款GNSS数据处理软件为研究对象,选取某矿区6条GPS控制测量基线数据,对比分析在不同采样时间间隔和卫星高度角限制情况下的基线解算结果,发现增加卫星高度角,更易于提高基线解算质量;LGO软件解算精度高,适合长基线及高精度控制测量;HGO软件质量稳定,操作方便,适用于国内用户,为工程测量中GNSS数据处理和软件的选用提供了参考。
关键词:GNSS数据处理软件;基线处理;RMS中图分类号:P207 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2016.02.050收稿日期:2015-08-21;修回日期:2015-12-25作者简介:卢翔峰(1981-),男,山西忻州人,工程师,主要从事测绘工程研究,E-mail:luruiwuli@。
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)泛指所有的卫星导航系统,主要包括美国GPS、俄罗斯Glonass、欧洲Galileo、中国BDS(北斗卫星导航系统)。
GNSS是一个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。
随着GNSS系统的发展,作为当前控制测量的主要技术手段,相应的数据处理软件也层出不穷,各有特色。
现就国内常用的5款GNSS数据处理软件:美国天宝的TBC(Trimble Business Center)、瑞士徕卡的LGO(Leica Geo Office)、南方测绘的GNSS数据处理与平差软件(简称SOUTH)、中海达的HGO(Hi-Target Geomatics Office)、华测的CGO(CHC Geomatics Office)在基线数据解算设置和成果质量方面进行比较分析,为工程测量中GNSS数据处理和软件的选用提供参考。
联合GPS和InSAR观测结果计算汶川地震三维地表形变班保松;伍吉仓;陈永奇;冯光财;胡守超
【期刊名称】《大地测量与地球动力学》
【年(卷),期】2010(030)004
【摘要】为了解决合成孔径雷达干涉测量(InSAR)不能真实反映三维地表形变量,给分析地震的水平位移场和垂直位移场带来困难的问题,提出一种联合利用GPS和InSAR观测结果计算地表三维位移的方法,并以汶川地震为例进行计算.计算结果表明,汶川地震具有明显的右旋和逆冲特征.
【总页数】5页(P25-28,35)
【作者】班保松;伍吉仓;陈永奇;冯光财;胡守超
【作者单位】同济大学测量与国土信息工程系,上海,200092;同济大学测量与国土信息工程系,上海,200092;香港理工大学测量与地理资讯学系,香港,999077;香港理工大学测量与地理资讯学系,香港,999077;同济大学测量与国土信息工程系,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】P315.72+5
【相关文献】
1.使用ALOS DInSAR提取汶川地震同震地表形变场 [J], 张慧鑫;刘国祥;张瑞;贾洪果
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3.GPS与PS-InSAR联网监测的台湾屏东地区三维地表形变场 [J], 陈强;刘国祥;胡植庆;丁晓利;杨莹辉
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5.融合GPS与DInSAR的区域地表三维形变获取研究 [J], 王勇;田硕;刘严萍;石强因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
㊀2018年12月A c t aG e o d a e t i c ae tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a D e c e m b e r,2018㊀㊀第47卷㊀增刊测㊀绘㊀学㊀报V o l.47,N o.S0引文格式:孔垚,张小贞,孙保琪,等.S L R数据对北斗卫星精密定轨的作用分析[J].测绘学报,2018,47(S0):86G92.D O I:10.11947/j.A G C S.2018.20180293.K O N G Y a o,Z HA N GX i a o z h e n,S U NB a o q i,e t a l.A n a l y s i s o f t h e I m p a c t o f S L RD a t a o nP r e c i s eO r b i t D e t e r m i n a t i o n o f B e i D o u S a t e l l i t e s[J].A c t aG e o d a e t i c a e tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a,2018,47(S0):86G92.D O I:10.11947/j.A G C S.2018.20180293.S L R数据对北斗卫星精密定轨的作用分析孔㊀垚1,张小贞2,3,4,孙保琪2,3,4,刘㊀枫11.西安工程大学,陕西西安710048;2.中国科学院国家授时中心,陕西西安710060;3.中国科学院大学天文与空间科学学院,北京100494;4.中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,陕西西安710600A n a l y s i s o f t h e I m p a c t o f S L RD a t ao nP r e c i s eO r b i tD e t e r m i n a t i o no fB e i D o u S a t e l l i t e sK O N GY a o1,Z H A N GX i a o z h e n2,3,4,S U NB a o q i2,3,4,L I UF e n g11.X i a n P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y,X i a n710048,C h i n a;2.N a t i o n a lT i m e S e r v i c e C e n t e r,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,X i a n710060,C h i n a;3.S c h o o lo fA s t r o n o m y a n dS p a c eS c i e n c e,U n i v e r s i t y o fC h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,B e i j i n g100049,C h i n a;4.K e y L a b o r a t o r y o f P r e c i s e P o s i t i o n i n g a n d T i m i n g T e c h n o l o g y,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,X i a n710600,C h i n aA b s t r a c t:B e s i d e s m i c r o w a v et r a c k i n g d a t a,s a t e l l i t el a s e rr a n g i n g(S L R)t r a c k i n g d a t a o fB e i D o u S a t e l l i t e s c a na l s ob e o b t a i n e d.I n o r d e r t o i m p r o v e t h ea c c u r a c y a n dc o n s i s t e n c y o f p r e c i s e s a t e l l i t e o r b i t p r o d u c t a n da n a l y s i s t h e i m p a c t o f S L R t oB e i D o u s a t e l l i t eo r b i t,c o m b i n e d p r e c i s eo r b i t d e t e r m i n a t i o no f B e i D o us a t e l l i t e sb a s e do n G N S S a n d S L R d a t a w a s p r o p o s e di nt h i s p a p e r.C o m b i n e d p r e c i s eo r b i t d e t e r m i n a t i o nw a s c a r r i e do u t o nn o r m a l e q u a t i o n l e v e l,a n d t h e r a t i ob e t w e e nG N S Sa n dS L Rd a t aw a s 1ʒ1.D a t a p r o c e s sw a s c a r r i e do u t u s i n g114M GE Xs t a t i o n sa n d26S L Rs t a t i o n s f o r B e i D o uC08,C10a n d C11s a t e l l i t e s.T h e r e s u l t s s h o w t h a t c o m b i n e dS L Rd a t ac a n i m p r o v e t h e r a d i a l p r e c i s i o n o f B D S s a t e l l i t e s.C o m p a r e dw i t hG N S Ss o l u t i o n s,c o m b i n e ds o l u t i o nh a s m o r ee f f e c to nt h eo r b i t p r e c i s i o no fB D S M E O s a t e l l i t e s t h a n t h a t o f B D S I G S Os a t e l l i t e s.K e y w o r d s:B e i D o u n a v i g a t i o n s a t e l l i t e s y s t e m(B D S);c o m b i n e d p r e c i s e o r b i t d e t e r m i n a t i o n;s a t e l l i t e l a s e r r a n g i n g(S L R);n o r m a l e q u a t i o nF o u n d a t i o n s u p p o r t:T h eN a t i o n a lN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a(N o.41104021);T h eP r o j e c to f iG M A S;T h e N a t i o n a lR&DI n f r a s t r u c t u r e a n d F a c i l i t y D e v e l o p m e n tP r o g r a m o fC h i n a, F u n d a m e n t a l S c i e n c eD a t aS h a r i n g P l a t f o r m (N o.D K A2017G12G02G24)摘㊀要:除了进行微波观测外,还可以对北斗卫星进行S L R观测.为提高北斗卫星轨道产品准确度和一致性,本文提出联合G N S S和S L R两种观测手段进行北斗卫星轨道确定,分析S L R数据对北斗卫星精密定轨的作用.G N S S和S L R联合定轨在法方程域进行,系统间权比为1ʒ1.采用全球114个M G E X测站和26个S L R测站对北斗C08㊁C10㊁C11三颗卫星进行解算分析,结果表明:联合S L R数据可明显提高北斗卫星轨道径向精度;与G N S S解相比,联合解对北斗M E O卫星轨道精度影响较大,对北斗I G S O卫星轨道精度影响相对较小.关键词:北斗卫星导航系统;联合定轨;卫星激光测距;法方程中图分类号:P228㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1001G1595(2019)S0G0086G07基金项目:国家自然科学基金(41104021);i G M A S项目;国家科技基础条件平台项目 国家基础科学数据共享服务平台 (D K A2017G12G02G24)Copyright©博看网 . All Rights Reserved.增刊孔㊀垚,等:S L R数据对北斗卫星精密定轨的作用分析㊀㊀2012年12月27日,具有中国自主知识产权的北斗卫星导航系统(B e i D o un a v i g a t i o ns a t e l l i t e s y s t e m,B D S)完成区域系统建设,并正式向亚太区域用户提供导航定位服务[1].目前,B D S正处于全球系统建设阶段,其空间段包括14颗二代北斗导航卫星以及9颗新一代北斗导航卫星.作为卫星导航系统的核心关键技术之一,卫星导航精密定轨方法技术不仅决定了卫星导航系统的基本性能,而且对于促进卫星导航系统在各种高精度领域的应用推广具有重要意义.基于全球卫星导航系统(G l o b a l N a v i g a t i o n S a t e l l i t e S y s t e m, G N S S)数据,国内外学者对北斗卫星精密定轨方法与技术开展了广泛研究[2G9],但由于对北斗卫星测量模型和力学模型的认识还不够准确,以及受地面跟踪站分布的影响,北斗卫星轨道精度与G P S卫星轨道精度还存在一定差距.与G P S卫星不同,所有北斗卫星均安装有激光反射器[10].且自2012年4月起,国际激光测距服务组织(I n t e r n a t i o n a l L a s e r R a n g i n g S e r v i c e,I L R S)协调全球激光测站对部分北斗卫星进行激光联测[11G12].与G N S S观测数据不同,卫星激光测距(s a t e l l i t e l a s e r r a n g i n g,S L R)是一种高精度的绝对距离观测值,不包含载波相位模糊度,具有系统误差小㊁不受钟差和天线相位中心误差影响的优点.作为一种独立的测量手段, S L R对导航卫星精密定轨具有双重作用[13].一方面,使用S L R数据对精密卫星轨道进行检核评估,有助于加强对卫星轨道特性和轨道姿态动力学的认识和理解;另一方面,S L R数据还可用于精密轨道确定,其中联合G N S S和S L R数据进行精密定轨,可充分利用两种测量方法的优点,进一步提高产品的准确度和一致性.目前,国内外学者主要应用S L R数据对北斗卫星轨道产品进行激光检核[14G16],在S L R精密定轨方面仅有部分学者开展了仅基于S L R数据的北斗卫星轨道确定方法研究[17G19],对北斗卫星G N S S和S L R联合定轨方面的研究还很少.因此,为提高北斗卫星轨道确定精度,本文提出开展北斗卫星G N S S和S L R联合定轨策略研究与解算分析.1㊀数据处理方法1.1㊀数㊀据2012年4月起,I L R S开始对北斗C01㊁C08㊁C10㊁C11四颗卫星进行激光联测,其中C01卫星为地球静止轨道(g e o s t a t i o n a r y e a r t h o r b i t, G E O)卫星,其星下点位置为东经140ʎ,C08㊁C10卫星为倾斜同步轨道(i n c l i n e d g e o s t a t i o n a r y o r b i t,I G S O)卫星,其星下点轨迹为8字形,且相对赤道对称,C08卫星在赤道上的星下点经度为东经120ʎ,C10星在赤道上的星下点经度为东经96ʎ,C11卫星为中轨道(m e d i u m e a r t h o r b i t, M E O)卫星.图1给出了本文所使用的G N S S测站和S L R测站分布,其中方块表示2012年4月 2014年12月期间所有可对北斗卫星进行观测的S L R测站,共计26个.本文选取I L R S 全球数据中心地壳动力学数据信息系统(c r u s t a l d y n a m i cd a t a i n f o r m a t i o ns y s t e m,C D D I S)提供的F u l l r a t e格式观测数据进行精密定轨解算.经过统计,每天对C01卫星观测的测站数量和数据量均比较少,因此本文主要对C08㊁C10㊁C11三颗卫星进行联合定轨解算分析.C08卫星选取2014年10月1日 10月30日一个月的数据, C10和C11卫星均选取2014年3月1日 3月31日一个月的数据进行联合定轨解算.针对G N S S解算,如图1所示本文选取了114个多G N S S测站(M u l t iGG N S Se x p e r i m e n t, MG E X)进行北斗卫星精密定轨解算,其中五角星表示可同时对G P S和B D S系统卫星进行跟踪观测的测站共75个,三角形表示仅可对G P S卫星进行跟踪的测站共39个.MG E X测站观测数据以R I N E X3.02格式存储,其数据采用率为30s.图1㊀G N S S和S L R测站分布F i g.1㊀D i s t r i b u t i o no fG N S Sa n dS L Rs t a t i o n s 1.2㊀数据处理流程理论上,不同类型观测技术的联合解算包括3种方法:①观测值域的联合解算;②法方程域的联合解算;③参数值域的联合解算.观测值域的78Copyright©博看网 . All Rights Reserved.D e c e m b e r 2018V o l .47S 0A G C Sh t t p :ʊx b .s i n o m a ps .c o m 联合解算是指对不同类型观测数据在观测值域进行联合平差处理,该方法充分考虑了所有参数之间的相关性,因而可以获取最高的一致性,但目前暂缺少观测值域同时处理多种测量技术的综合性数据处理软件[20].法方程域的联合解算是指对不同类型的观测数据分别进行数据处理,保留各自系统的法方程,然后通过叠加法方程获取联合解.参数值域的联合是指将各观测技术解算的同一参数的结果进行叠加获取最终解,该方法仅考虑了一种参数,而忽略了参数之间的相关性,一致性比较差.从一致性的角度,方法1最优,方法2次优,方法3最差.采用方法2进行联合处理满足以下条件时可获取与方法1相同的一致性:包含所有相关的未知参数㊁相同的先验模型;相同的数据处理模型;共有参数必须保证具有相同的设置.综合上述分析,本文采用法方程域的联合解算方法进行北斗卫星G N S S 和S L R 精密定轨解算,数据处理采用修改版的B e r n e s e 5.2软件[21].图2给出了北斗卫星G N S S 和S L R 观测联合定轨解算数据处理流程.首先,采用修改版的B e r n e s e 5.2软件对B D S 卫星的G N S S 观测数据和S L R 观测数据分别进行精密定轨数据处理,并保留相应的法方程,其法方程具体表达式为N G N S S x G N S S =b G N S S(1)N S L R x S L R =b S L R (2)式中,x G N S S ㊁x S L R 分别为G N S S 系统㊁S L R 系统的未知参数矢量;N G N S S ㊁b G N S S 为G N S S 法方程左边的系数矩阵和右边的常数项矩阵;N S L R ㊁b S L R 为S L R 系统法方程左边的系数矩阵和右边的常数项矩阵.图2㊀G N S S 和S L R 联合定轨流程F i g.2㊀F l o wc h a r t o f c o m b i n e dP O Do fG N S Sa n dS L R 然后,对不同系统的法方程进行叠加生成G N S S /S L R 联合解,由于G N S S 和S L R 观测值具有不同的测量精度,不同的系统法方程需要赋予不同的权值,其叠加公式为N c o m b x =b c o m bN c o m b =W G N S S N G N S S +W S L R N S L R b c o m b =W G N S S b G N S S +W S L R b S L R üþýïïïï(3)式中,N c o m b ㊁b c o m b 为叠加后法方程左边的系数矩阵和右边的常数项矩阵;x 为G N S S 系统和S L R 系统的公共未知参数向量.叠加时需要考虑不同类型数据之间的权比,分别用W G N S S ㊁W S L R 表示G N S S 系统和S L R 系统法方程的权.1.3㊀定轨策略G N S S 和S L R 观测的公共未知参数包括卫星轨道参数㊁地球自转参数(e a r t h r o t a t i o npa r a m e t e r ,E R P )㊁地心坐标,以及可能出现的并址站点坐标.本文的重点是进行北斗卫星精密轨道确定,且北斗卫星S L R 数据量比较少,因此数据处理时仅将卫星轨道参数作为公共未知参数,估计6个卫星轨道根数和5个E C OM [22]太阳光压模型参数,其先验值为B D S 广播星历.G N S S 解:G N S S 解算使用多模G N S S 接收机输出的G P S /B D S 数据,采用一步融合精密轨道确定方法进行精密轨道确定,数据处理模式为双差观测数据,为避免系统间偏差对轨道精度的影响,G P S 与B D S 间不生成双差观测数据,未知参数包括北斗卫星轨道参数,对流层延迟参数㊁测站坐标.E R P 参数固定为I E R SC 04[23]序列,地心坐标约束为I T R F 2008框架原点,G P S 卫星轨道固定为国际G N S S 服务(I n t e r n a t i o n a lG N S SS e r v i c e ,I G S )事后最终产品.S L R 解:为获取严格一致的G N S S 和S L R联合解,S L R 单系统解算时仅解算北斗卫星轨道参数,其参数化与G N S S 解相同.参数估计时,激光测站坐标固定为S L R F 2008[24]框架下的坐标,对流层延迟采用M e n d e s GP a v l i s 模型[25]进行修正,卫星质心补偿修正信息采用I L R S 公布的数值,E R P 参数和地心坐标参数与G N S S 解保持一致.另外,定轨解算时剔除残差绝对值大于20c m 的观测.表1给出了G N S S 和S L R 解算的动力学模型及具体的参数估计策略.目前,国外学者已提出多种方法计算各种测量数据的权值,但各种方法均是依据不同的测量手段的观测精度水平(常用标准差σ)不同进行加权.本文选取经验定权方法设定G N S S 和S L R系统间权比,由于G N S S 定轨后载波相位残差R M S 为1~1.5c m [7],S L R 定轨残差R M S 值为88Copyright©博看网 . All Rights Reserved.增刊孔㊀垚,等:S L R 数据对北斗卫星精密定轨的作用分析1~1.5c m [26],因此采用W S L R =W G N S S =1进行联合定轨解算.表1㊀G N S S 和S L R 组合参数估计策略T a b .1㊀O p t i o n s u s e d f o rG N S S a n dS L R p r o c e s s i n gG N S S +S L R 组合解描述卫星轨道模型6个轨道根数,E C OM 5参数,D ㊁Y ㊁X方向常数项,以及X 方向两个周期项先验轨道B D S 广播星历地球重力场E GM 2008模型12ˑ12阶固体潮汐㊁海潮㊁极潮I E R S 2010E R P 参数固定为I E R SC 04序列G N S S 单系统解描述先验对流层模型仅干部分采用VM F 模型对流层估计天顶部分采用V M F 模型估计湿延迟,采用线性分段函数表示,参数空间2h ;水平方向采用C h e n GH e r r i n g 为梯度模型,参数设置为1小时一组线性分段函数电离层双频消电离层组合消除坐标框架采用无旋转条件将I G B 08站点约束到I T R F 2008框架下S L R 单系统解描述先验对流层延迟采用M e n d e s GP a v l i s 模型对天顶方向延迟进行改正,不估计解算其他参数激光反射器偏心改正I L R S坐标框架通过对S L R F 2008坐标框架下激光站固定,最终约束到I T R F 2008坐标框架下2㊀结果与分析目前,I G S 分析中心例行精密定轨解算时使用3天弧段数据生成最终轨道产品.采用3天弧段进行定轨解算时卫星轨道动力学因素对卫星轨道有比较强的约束.为分析S L R 数据对于轨道精度的影响,本文采用单天弧段数据进行G N S S和S L R 联合定轨解算分析.并采用卫星轨道激光检核和轨道互差两种方法分析S L R 数据对于北斗卫星轨道精度的影响.下面以C 11卫星为例从激光检核残差角度进行分析.图3给出了2014年3月C 11卫星G N S S 数据解算轨道激光检核残差图,从中可以看出,其激光残差在ʃ30c m 范围内,图4则给出了G N S S 和S L R 联合解算轨道激光检核残差图,从图中可知,联合解其激光检核残差变换范围为ʃ20c m ,激光检核残差明显变小.表2给出了C 08㊁C 10㊁C 11联合解与G N S S 解激光检核残差的统计信息,从中可见,联合S L R 数据后C 11卫星轨道激光检核残差R M S 值由10.9c m 减小为5.39c m ,C 10卫星由12.23c m 减小为9.16c m ,C 08卫星由7.08c m 减小为4.72c m ,激光残差R M S 值明显降低.此外,联合S L R 和G N S S 数据后激光残差平均值也变小,C 10卫星激光残差平均值由-3.0c m 减小为-1.24c m ,C 11卫星激光残差平均值由1.4c m 减小为-0.88c m ,而C 08卫星激光残差平均值反而变大,由-0.8c m 增大为-1.8c m .经过分析,定轨期间仅有3个S L R测站对C 08卫星进行跟踪观测,分别为7090㊁7237㊁7845站点,7090为澳大利亚Y a r r a g a d e e 站,7237为中国C h a n g C h u n 站,7845站点为法国G r a s s e 站,对于激光残差平均值变大的原因,还需要进一步的研究和分析.图3㊀G N S S 定轨激光检核残差F i g .3㊀R a n ge r e s i d u a lf o rG N S SP OD 图4㊀G N S S +S L R 联合定轨激光检核残差F i g .4㊀R a n ge r e s i d u a l sf o rG N S Sa n dS L RP O D 表2㊀联合定轨激光检核残差统计T a b .2㊀S t a t i s t i c s o fR a n ge r e s i d u a l sf o rP O D c m 统计项G N S So n l yG N S S +S L Rm e a nr m sm e a nr m sC 08-0.87.08-1.84.72C 10-3.012.23-1.249.16C 111.410.9-0.885.3898Copyright©博看网 . All Rights Reserved.D e c e m b e r 2018V o l .47S 0A G C Sh t t p :ʊx b .s i n o m a ps .c o m ㊀㊀为分析S L R 数据对于北斗卫星轨道精度的影响,本文将G N S S 和S L R 数据联合解算的轨道与仅使用G N S S 数据解算的轨道进行互差.图5代表性的给出了C 08卫星径向(r a d i a l ,R )的差异序列,从图中可以看出,径向差异大部分在ʃ10c m之内,切向(t r a n s v e r s e ,T )和法向(n o r m a l ,N )与R 方向情况基本类似.图5㊀C 08卫星G N S S +S L R 轨道与G N S S 轨道互差径向差异F i g.5㊀O r b i t d i f f e r e n c e i n r a d i a l b e t w e e nG N S S &S L R a n dG N S S Go n l y fo rC 08图6 图7分别给出了C 10㊁C 11两颗卫星径向差异序列,从图中可以看出与C 08卫星相比C 10㊁C 11卫星G N S S 和S L R 解与G N S S 解轨道差异变大,其径向差异在ʃ20c m 范围内.其主要是由于对C 10㊁C 11两颗卫星跟踪观测的S L R测站数量和数据量比较多,联合S L R 后对轨道的影响相对较大.表3.2给出了C 08㊁C 10㊁C 11三颗卫星轨道互差后径向㊁切向㊁法向误差统计,从中可知C 08卫星径向㊁切向㊁法向差异R M S 值分别为5㊁4.5㊁3.3c m ,三维位置差异R M S 为7.5c m ,C 10卫星径向㊁切向㊁法向差异R M S 值分别为8.5㊁7.9㊁7.5c m ,三维位置差异R M S 值为13.8c m ,C 11卫星径向㊁切向㊁法向差异R M S 值分别为10.7㊁24.4㊁9.30c m ,三维位置差异R M S值为28c m .表3㊀G N S S +S L R 联合解算轨道与G N S S 轨道互差结果统计T a b .3㊀O r b i t d i f f e r e n c e b e t w e e nG N S S &S L Ra n dG N S S Go n l yc m卫星RTNm e a n r m s m e a n r m s m e a nr m s C 080.005.00.004.50.003.3C 100.008.50.007.90.007.5C 110.0010.70.0024.40.009.30图6㊀C 10卫星G N S S +S L R 轨道与G N S S 轨道互差径向差异F i g.6㊀O r b i td i f f e r e n c e i nr a d i a lb e t w e e n G N S S &S L R a n dG N S S Go n l y fo rC 10图7㊀C 11卫星G N S S +S L R 轨道与G N S S 轨道互差径向差异F i g.7㊀O r b i td i f f e r e n c e i nr a d i a lb e t w e e n G N S S &S L R a n dG N S S Go n l y fo rC 11表4㊀WH U GC O D E 轨道互差结果统计T a b .4㊀O r b i t d i f f e r e n c e b e t w e e n WH Ua n dC O D Ec m卫星RTN3DC 068.9822.9816.5129.69C 077.3922.8114.7928.17C 088.4223.0118.7130.82C 097.6819.4216.6726.72C 107.3120.2118.1428.13C 113.8711.747.1414.28C 124.4414.448.2417.21C 135.1815.518.3418.36C 143.9012.218.6515.47㊀㊀为了说明联合S L R 对北斗卫星轨道的影响,本文对MG E X 3家分析中心C O D E ㊁WHU ㊁G F Z 2014年一年的北斗卫星轨道产品进行了对比.表4和表5分别给出了C O D E 与WHU ㊁G F Z 与WHU 北斗I G S O 和M E O 卫星轨道径向㊁切向㊁法向㊁三维位置差异统结果,其数值是轨09Copyright©博看网 . All Rights Reserved.增刊孔㊀垚,等:S L R数据对北斗卫星精密定轨的作用分析道差异R M S值的年平均值.从表4和表5可以发现:北斗I G S O卫星径向差异优于10c m,切向优于25c m,法相优于18c m,三维位置差异在30c m,北斗M E O卫星径向差异优于5c m,切向优于15c m,法向优于10c m,三维位置差异为20c m.综上所述分析,在现有S L R数据条件下,采用S L R数据对于M E O卫星的轨道精度影响比较大,对于I G S O卫星的影响则相对较小.表5㊀WH UGG F Z轨道差结果统计T a b.5㊀O r b i t d i f f e r e n c e b e t w e e n WH Ua n dG F Zc m卫星R T N3DC069.0816.9112.5922.96C077.9418.7512.4823.88C089.1318.8413.5624.94C097.9717.4212.2222.72C107.0218.7012.6423.64C113.239.695.2711.49C123.3410.155.4411.98C135.0212.846.8715.40C143.7110.785.9612.873㊀结㊀论为分析S L R数据对北斗卫星精密定轨的作用,本文提出在法方程域进行G N S S和S L R联合精密轨道确定.基于修改版的B e r n e s e5.2软件,对C08㊁C10㊁C11三颗卫星进行联合定轨解算,并使用卫星轨道激光检核和轨道互差两种方法对联合解评估.结果表明:联合S L R数据后,卫星轨道激光检核残差R M S和均值明显变小,联合S L R数据提高了轨道径向精度;轨道互差表明联合S L R数据对北斗M E O卫星轨道精度影响比较大,对北斗I G S O卫星轨道精度影响相对较小.与G N S S数据相比,北斗卫星S L R观测数据还很稀少,本文仅是部分时段的解算结果,建议I L R S 加强对北斗卫星的观测,以采用更长弧段数据分析S L R观测对北斗卫星轨道精度的影响.另外,本文选用经验定权方法设定G N S S和S L R权比,后续需进一步研究G N S S和S L R技术间最优定权方法.致谢:感谢i GMA S㊁MG E X㊁C O D E㊁G F Z提供的数据及产品支持;感谢中国科学院国家授时中心北斗分析与服务中心提供的技术支持.参考文献:[1]㊀中国卫星导航系统管理办公室.北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件2.0[S].2013.C h i n a S a t e l l i t eN a v i g a t i o nO f f i c e.B e iD o uN a v i g a t i o nS a t e l l i t eS y s t e ms i g n a l.I n:S p a c e I n t e r f a c eC o n t r o lD o c u m e n t2.0[S].T e c h n i c a l r e p o r t,2013.[2]㊀施闯,赵齐乐,李敏,等.北斗卫星导航系统的精密定轨与定位研究[J].中国科学(地球科学),2012,42(6):854G861.S H IC h u a n g,Z H A O Q i l e,L I M i n,e ta l.P r e c i s e O r b i tD e t e r m i n a t i o n o f B e i D o u S a t e l l i t e s w i t h P r e c i s e P o s i t i o n i n g[J].S c i e n c eC h i n aE a r t hS c i e n c e s,2012,42(6):854G861.[3]㊀Z HA O Q i l e,G U OJ i n g,L IM i n,e t a l.I n i t i a lR e s u l t so f P r e c i s e O r b i ta n d C l o c k D e t e r m i n a t i o n f o r C OM P A S SN a v i g a t i o n S a t e l l i t e S y s t e m[J].J o u r n a l o f G e o d e s y,2013,87(5):475G486.[4]㊀G E M a o r o n g,Z H A N GH o n g p i n g,J I AX i a o l i n,e t a l.W h a t i sA c h i e v a b l ew i t ht h eC u r r e n tC o m p a s sC o n s t e l l a t i o n[J].G P S W o r l d,2012,23(11):29G34.[5]㊀H EL i n a,G E M a o r o n g,W A N G J i e x i a n,e t a l.E x p e r i m e n t a l S t u d y o nt h e P r e c i s e o r b i t D e t e r m i n a t i o n o ft h e B e i D o uN a v i g a t i o nS a t e l l i t eS y s t e m[J].S e n s o r s,2013,13(3):2911G2928.[6]㊀S T E I G E N B E R G E RP,H U G E N B O B L E R U,H A U S C H I L D A,e t a l.O r b i t a n dC l o c k A n a l y s i so fC o m p a s sG E Oa n dI G S OS a t e l l i t e s[J].J o u r n a lo fG e o d e s y,2013,87(6):515G525.[7]㊀L O U Y i d o n g,L I U Y a n g,S H IC h u a n g,e t a l.P r e c i s eO r b i tD e t e r m i n a t i o no f B e i D o uC o n s t e l l a t i o nB a s e d o nBE T S a n dM G E X N e t w o r k[J].S c i e n c eR e p o r t s,2014(4):4692.[8]㊀M O N T E N B R U C K O,H A U S C H I L D A,S T E I G E N B E R G E R P,e ta l.I n i t i a lA s s e s s m e n to f t h eC OM P A S S/B e i D o uG2R e g i o n a lN a v i g a t i o nS a t e l l i t eS y s t e m[J].G P SS o l u t i o n s,2012,17(2):211G222.[9]㊀S U N B,S U H,Z HA N GZ,e t a l.G N S SG E OS a t e l l i t e s P r e c i s eO r b i tD e t e r m i n a t i o n B a s e do n C a r r i e rP h a s ea n dS L R O b s e r v a t i o n s[C]ʊI G S W o r k s h o p2016.S y d n e y,A u s t r a l i a:[s.n.].[10]㊀Z HA N GZ h o n g p i n g,Z H A N G H a i f e n g,C H E N W a n z h e n g,e ta l.D e s i g na n d P e rf o r m a n c e so fL a s e r R e t r oGr e f l e c t o rA r r a y s f o rB e i D o uN a v i g a t i o nS a t e l l i t e s a n dS L RO b s e r v aGt i o n s[J].A d v a n c e si n S p a c e R e s e a r c h,2014,54(5):811G817.[11]㊀P E A R L MA N M R,D E G N A NJJ,B O S WO R T H J M.T h e I n t e r n a t i o n a l L a s e rR a n g i n g S e r v i c e[J].A d v a n c e s i nS p a c eR e s e a r c h,2002,30(2):135G143.[12]㊀M O N T E N B R U C K O,S T E I G E N B E R G E RP,K H A C H I K Y A N R,e ta l.I G SGM G E X:P r e p a r i n g t h e G r o u n df o r M u l t iGC o n s t e l l a t i o n G N S SS c i e n c e[J].I n s i d e G N S S,2014,9(1):42G49.[13]㊀U R S C H LC,B E U T L EG,G U R T N E R W,e t a l.C o n t r i b u t i o n o f S L R T r a c k i n g D a t at oG N S S O r b i tD e t e r m i n a t i o n[J].A d v a n c e s i nS p a c eR e s e a r c h,2007,39(10):1515G1523.[14]㊀彭汉兵,杨元喜,王刚,等.星蚀期北斗卫星轨道性能分19Copyright©博看网 . All Rights Reserved.D e c e m b e r2018V o l.47S0A G C S h t t p:ʊx b.s i n o m a p s.c o m析GS L R检核结果[J].测绘学报,2016,45(6):639G645.P E N G H a n b i n g,Y A N G Y u a n x i,WA N G G a n g,e ta l.P e r f o r m a n c e A n a l y s i s o f B D S S a t e l l i t e O r b i t s D u r i n gE c l i p s eP e r i o d s:R e s u l t s o f S a t e l l i t e L a s e rR a n g i n g V a l i d aGt i o n[J].A c t aG e o d a e t i c ae tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a,2016,45(6):639G645.[15]㊀M O N T E N B R U C KO,S T E I G E N B E R G E RP,K I R C H N E RG,e ta l.G N S S S a t e l l i t e O r b i t V a l i d a t i o n U s i n g S a t e l l i t eL a s e rR a n g i n g[C]ʊP r o c e e d i n g so f t h e18t h I n t e r n a t i o n a lW o r k s h o p o nL a s e rR a n g i n g.F u j i y o s h i d a:[s.n.],2013.[16]㊀G U OF e i,L IX i n g x i n g,Z H A N GX i a o h o n g,e t a l.A s s e s s m e n t o f P r e c i s eO r b i t a n dC l o c kP r o d u c t s f o rG a l i l e o,B e i D o u,a n d Q Z S Sf r o m I G S M u l t iGG N S S E x p e r i m e n t(MG E X)[J].G P SS o l u t i o n s,2015,21(1):279G290.[17]㊀Z HAO G a n g,Z HOU S h a n s h i,Z HOU X u h u a,e t a l.C o m p a r i s o n o n O r b i t P r e c i s i o n s o fD i f f e r e n t T y p e s o fN a v i g a t i o nS a t e l l i t e sB a s e do nS L R T r a c k i n g D a t a[C]ʊP r o c e e d i n g s o f t h e18t hI n t e r n a t i o n a lW o r k s h o p o nL a s e rR a n g i n g.F u j i y o s h i d a:[s.n.],2013.[18]㊀Z H A OG a n g,Z H O US h a n s h i,Z H O U X u h u a,e t a l.P r e c i s e O r b i tD e t e r m i n a t i o no fB e i D o u S a t e l l i t e s U s i n g S a t e l l i t eL a s e rR a n g i n g[C]ʊS U N J,J I A O W,WU H,e ta l.C h i n a S a t e l l i t e N a v i g a t i o n C o n f e r e n c e(C S N C)2013P r o c e e d i n g s.B e r l i n:S p r i n g e r,2013.[19]㊀H A U S C H I L DA,MO N T E N B R U C K O,S L E E WA E G E N JM,e ta l.C h a r a c t e r i z a t i o no fC o m p a s s MG1S i g n a l[J].G P SS o l u t i o n s,2011,16(1):117G126.[20]㊀THA L L E R D.I n t e rGt e c h n i q u eC o m b i n a t i o n B a s e do nH o m o g e n e o u sN o r m a l E q u a t i o n S y s t e m s I n c l u d i n g S t a t i o nC o o r d i n a t e s,E a r t h O r i e n t a t i o na n dT r o p o s p h e r e P a r a m e t e r s[D].T e c h n i s c h eU n i v e r s i tätMün c h e n,2008.[21]㊀D A C H R,H U G E N T O B L E R U,F R I D E ZP,e t a l.B e r n e s eG N S SS o f t w a r e,V e r s i o n5.2[D B/O L].2007.h t t p:ʊw w w.b e r n e s e.u n i b e.c h/d o c/D O C U52.p d f,2015.[22]㊀B E U T L E R G,B R O C KMA N N E,G U R T N E R W,e t a l.E x t e n d e d O r b i t M o d e l i n g T e c h n i q u e s a t t h e C O D EP r o c e s s i n g C e n t e ro ft h eI n t e r n a t i o n a l G P S S e r v i c ef o rG e o d y n a m i c s(I G S):T h e o r y a n d I n i t i a l R e s u l t s[J].M a n u s c r i p tG e o d a e t i c a,1994(19):367G386.[23]㊀B I Z O U A R DC,G AM B I SD.T h eC o m b i n e dS o l u t i o nC04f o rE a r t hO r i e n t a t i o nP a r a m e t e r sC o n s i s t e n tw i t h I n t e r n aGt i o n a lT e r r e s t r i a lR e f e r e n c eF r a m e2005[C]ʊD R E W E SH.G e o d e t i cR e f e r e n c eF r a m e s.B e r l i n:S p r i n g e r,2009:265G270.[24]㊀P A V L I SE.S L R F2008:T h e I L R SR e f e r e n c eF r a m e f o r S L R P O DC o n t r i b u t e d t o I T R F2008[C]ʊP r o c e e d i n g so f2009O c e a n S u r f a c e T o p o g r a p h y S c i e n c e T e a m M e e t i n g.S e a t t l e:[s.n.],2009:22G24.[25]㊀M E N D E SVB,P R A T E S G,P A V L I S EC,e t a l.I m p r o v e d M a p p i n g F u n c t i o n s f o rA t m o s p h e r i cR e f r a c t i o nC o r r e c t i o ni n S L R[J].G e o p h y s i c a l R e s e a r c h L e t t e r s,2002,29(10):1414.[26]㊀孔垚.基于G N S S和S L R观测的北斗卫星精密轨道确定[D].西安:中国科学院大学,2015:98G100.K O N GY a o.P r e c i s eO r b i tD e t e r m i n a t i o no f B D SS a t e l l i t e sB a s e d o n G N S S a n d S L R O b s e r v a t i o n s[D].X i a n:U n i v e r s i t y o f C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s,2015:98G100.(责任编辑:张燕燕)收稿日期:2018G06G21修回日期:2018G09G21第一作者简介:孔垚(1987 ),男,博士,研究方向为卫星精密定轨数据处理方法研究.F i r s ta u t h o r:K O NG Y a o(1987 ),m a l e,P h D,m a j o r i nG N S SP r e c i s eO r b i t d e t e r m i n a t i o n.EGm a i l:m i c h a l e08@163.c o m29Copyright©博看网 . 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GNSS数据处理实验报告
一、实验目的和要求
1.掌握GNSS数据中o文件的合并与分割。
2.了解GPS在变形监测中的应用。
3堂握TTC软件对GNSS数据外理的操作。
二、实验步骤
此实验是将三个测量点组成一个同步环,对其进展观测,将观测时段分为两个,然后用TTC软件解算出每个点的坐标,以用来比拟两次测量坐标的变化,用来分析点位的变形,到达变形监测的目的。
1、将所要操作的数据和TEOC软件考入C盘中,为实验做准备。
2、翻开命令提示符,进展相关文件的合并和分割。
3、翻开ttc软件,将数据导入软件中。
4、点击处理选项中的基线处理,对闭合环进展基线解算。
5、分别对闭合环进展自由网平差和约束平差。
6、然后运用同样的操作将第二个观测时段的坐标结算出来。
三、实验体会
这次实验主要是了解GNSS在变形监测中的应用,运用两个不同的观测时段求解出的坐标进展比拟,来判断监测点的变形情况。
数据处理方面主要是借助TTC软件对观测数据进展处理,求解出其平差后坐标。
通过这次实验,我从中学到了不少的东西,一方面学会了TEOC软件的运用,进展0文件的拼接与分割,拼接的命令比拟
好整,但是文件的分割却不那么得好整,这次借助于网络上的些资源,了解到了文件分割的过程,让我顿时感受到了互联网的强大。
这次实验我深刻地认识到了互联网的重要性和实用性,通过这种方式能够提高自己的学习途径。
利用全球IGS站GPS数据确定地球自转参数徐天河;张丽萍;李敏;陈康康【期刊名称】《测绘科学与工程》【年(卷),期】2013(033)003【摘要】地球自转参数是天球坐标系与地固坐标系相互转换不可缺少的物理参数,也是卫星精密定轨、高精度深空导航与定位必不可少的重要基础数据。
本文基于附有约束条件的最小二乘估计,给出了利用全球IGS站GPS数据确定极移、极移变率和日长变化等地球自转参数的基本原理和算法。
利用2009年8月18日至27日共10天的全球110个IGS站数据获得了GPS卫星轨道和地球自转参数的估计结果。
计算表明:由全球IGS数据可获得优于4cm的GPS卫星3D轨道精度和2.2cm的1D轨道精度;极移X、Y分量的精度分别约0.15mas和0.1mas,极移精度优于0.2mas;极移变率X、Y分量的精度分别约0.18mas/d和0.16mas/d,极移变率精度优于0.27mas/d;日长变化精度约0.02ms/d,相比较而言,日长变化解算的稳定性要低于极移参数。
【总页数】6页(P8-13)【作者】徐天河;张丽萍;李敏;陈康康【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】P228【相关文献】1.利用IGS的GPS资料确定全球电离层TEC的初步结果与分析 [J], 袁运斌;欧吉坤2.1988年用全球经典技术的资料确定地球自转参数 [J], 廖德春;金文敬3.GPS数据处理中IGS基准站的选取 [J], 隋立芬;许其凤4.用全球经典技术资料确定地球自转参数 [J], 廖德春;金文敬5.IGS站高程非线性速度场建模初值确定 [J], 张恒璟; 赵亮; 王静; 范文杰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。