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弹载GNSS虚拟参考站差分定位技术研究
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作者 吴庆丰 宋叶志 +6 位作者 闫正洲 夏凤雨 李静 罗鹏 周善石 胡小工 赵炽 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期67-73,共7页
针对高动态目标定位的长基线实时解算需要,本研究采网络多基站融合技术,结合基准站与线性内插模型算法,生成虚拟参考站伪距观测值,并将虚拟参考站作为基准站与目标进行伪距差分解算,从而解算高动态目标的位置轨迹。通过静态目标与高动... 针对高动态目标定位的长基线实时解算需要,本研究采网络多基站融合技术,结合基准站与线性内插模型算法,生成虚拟参考站伪距观测值,并将虚拟参考站作为基准站与目标进行伪距差分解算,从而解算高动态目标的位置轨迹。通过静态目标与高动态目标的实测数据验证,在有3个基准站的情况下,静态数据的定位精度达到0.399 m;而高动态目标在目标与基准站共视卫星个数不少于6颗的情况下,定位中误差不超过2.750 m;而与光学雷达、多测速雷达等其他外测设备的实测综合轨迹相比,两者之间位置差异的均方根值为6.390 m,基本满足高动态目标的定位需要。 展开更多
关键词 网络伪距差分 虚拟参考站技术 弹道测量 扩展卡尔曼滤波 线性内插模型
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基于国产ARM架构CPU的导航卫星精密定轨解算效率优化方法
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作者 廖敏 唐成盼 +5 位作者 周善石 陈建兵 胡小工 冯学斌 陈桂根 李凯 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第4期366-371,共6页
以国产飞腾CPU为例,讨论在国产ARM架构CPU基础上的导航卫星精密定轨解算效率优化方法。基于导航卫星精密定轨解算流程中钟差约化和法方程求逆耗时较多,分别利用多线程和OpenBlas对上述2个过程进行优化。结果表明,优化后解算效率大幅提... 以国产飞腾CPU为例,讨论在国产ARM架构CPU基础上的导航卫星精密定轨解算效率优化方法。基于导航卫星精密定轨解算流程中钟差约化和法方程求逆耗时较多,分别利用多线程和OpenBlas对上述2个过程进行优化。结果表明,优化后解算效率大幅提升。钟差约化方面,采用100个测站32颗导航卫星进行解算时,原始单历元平均耗时1.105 s,优化后为0.188 s;法方程求逆方面,原始求逆平均耗时2 264 s,优化后仅需78 s。 展开更多
关键词 精密定轨 ARM架构CPU 多线程 OpenBlas
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星地SLR和星间链路的BDS-3卫星精密定轨 被引量:1
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作者 曲伟菁 黄勇 +5 位作者 徐君毅 孙淑贤 周善石 杨宇飞 何冰 胡小工 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1437-1448,共12页
目前,BDS-3卫星上已全部搭载星间链路设备,可利用星间双向测量数据分离卫星相对钟差和相对几何距离解耦卫星轨道和钟差,再把星间距离作为观测量结合地面测量数据进行星地星间联合定轨。人卫激光测距(SLR)技术不受载波相位模糊度、钟差... 目前,BDS-3卫星上已全部搭载星间链路设备,可利用星间双向测量数据分离卫星相对钟差和相对几何距离解耦卫星轨道和钟差,再把星间距离作为观测量结合地面测量数据进行星地星间联合定轨。人卫激光测距(SLR)技术不受载波相位模糊度、钟差等因素的影响,数据处理过程相对于GNSS技术的数据处理更简单,可以作为一种独立于GNSS观测技术的测量手段。所有BDS卫星上已搭载激光角反射器,因此本文利用2020年1月北斗星间链路数据及少量SLR数据对11颗BDS-3卫星(MEO/IGSO/GEO)进行联合精密定轨试验。分析结果表明,基于SLR和星间链路的3类轨道类型的BDS-3卫星定轨精度相当,轨道精度径向为4.2 cm,三维精度为30.2 cm;卫星轨道预报12 h和24 h MEO卫星三维精度约40.0 cm,IGSO三维精度优于60.0 cm;GEO卫星三维精度约1.0 m。在精密定轨的同时解算地球自转参数(ERP),由于激光数据量少,极移精度约3.0 mas,日长变化精度为0.35 ms。利用少量SLR观测数据和星间链路测量数据联合可以实现导航卫星的高精度定轨,如果能够对BDS卫星加强激光观测,有助于提升轨道精度,为BDS自主可控空间基准参数解算提供参考。 展开更多
关键词 人卫激光测距 星间链路 BDS 精密定轨
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面向精密位置服务的低轨卫星轨道预报精度分析 被引量:3
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作者 袁俊军 李凯 +3 位作者 唐成盼 周善石 胡小工 曹建峰 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期640-647,共8页
LEO卫星精密轨道预报是LEO导航增强系统中重要的技术环节之一,本文使用多种算法来实现不同任务需求下的轨道预报。对于在地面处理系统实现的LEO轨道预报,算法1采用定轨预报同时处理的策略,算法2将离散轨道点进行动力学拟合再进行积分外... LEO卫星精密轨道预报是LEO导航增强系统中重要的技术环节之一,本文使用多种算法来实现不同任务需求下的轨道预报。对于在地面处理系统实现的LEO轨道预报,算法1采用定轨预报同时处理的策略,算法2将离散轨道点进行动力学拟合再进行积分外推。GRACE-C卫星预报5、10、15 min的URE平均精度分别为5.25、5.67、6.25 cm;HY2A卫星为7.83、8.69、9.66 cm;SWARM-A卫星为8.88、9.22、9.63 cm;SWARM-B卫星为8.49、8.98、9.63 cm。对于计算条件受限的LEO星上轨道预报,本文利用单个轨道点及简单动力学模型进行轨道积分外推的算法。该算法主要考虑地球中心引力及非球形引力摄动,因此地球重力场阶次对轨道预报精度产生较大影响。平均高度为500 km的LEO卫星选取60阶重力场,高度为1000 km的LEO卫星选取30阶重力场,可实现预报10 min轨道优于10 cm的预报精度。 展开更多
关键词 LEO导航增强 轨道预报 动力学拟合 轨道积分
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北斗IGSO卫星姿态零偏航状态下精密定轨 被引量:4
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作者 郭睿 周建华 +4 位作者 胡小工 李晓杰 刘利 周善石 吴杉 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第B12期18-27,共10页
考虑到卫星平台供电和卫星安全等因素,北斗系统IGSO卫星姿态采用动态偏置与零偏置相结合的控制方式。在不同的控制模式下,卫星本体和太阳帆板受照条件存在一定的差异,动偏期间的力学模型不适用于零偏期间,零偏期间的IGSO卫星定轨精度衰... 考虑到卫星平台供电和卫星安全等因素,北斗系统IGSO卫星姿态采用动态偏置与零偏置相结合的控制方式。在不同的控制模式下,卫星本体和太阳帆板受照条件存在一定的差异,动偏期间的力学模型不适用于零偏期间,零偏期间的IGSO卫星定轨精度衰减非常明显,致使重点地区系统服务平均可用性降低2%,其他地区降低4%,系统服务性能受到严重挑战。针对该问题,本文提出了钟差约束条件下的零偏状态定轨方案,设计了详细的钟差应用策略、系统差控制策略和力学模型误差补偿策略,解决了IGSO卫星零偏期间精密定轨问题,实现了动偏转零偏、零偏转动偏两个状态变化前后卫星轨道产品的"无缝衔接",导航服务未中断,卫星空间信号精度保持了连续和稳定。实测数据的试验结果表明:①C06卫星的UERE由2.95m提高为1.22m,C09卫星的UERE由6.29m提高为1.54m;②C06和C09卫星UERE小于2.5m概率分别由59.87%和35.04%提高为94.85%和88.49%,UERE小于5m概率分别由92.10%和71.67%提高为99.98%和99.43%。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 IGSO卫星 零偏航 卫星姿态 双向频率传递
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地月空间探测器星间测距自主定轨
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作者 黄勇 杨鹏 +4 位作者 陈艳玲 李培佳 周善石 唐成盼 胡小工 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2023年第2期128-140,共13页
地月空间导航、定位和授时均离不开探测器的精密轨道信息,目前在地月空间主流探测器精密定轨仍依赖地基测量,包括地基测距、测速和干涉测量等技术.星间测距技术已经在北斗等卫星导航系统中得到充分应用,测量精度高且易于实现.由于引力... 地月空间导航、定位和授时均离不开探测器的精密轨道信息,目前在地月空间主流探测器精密定轨仍依赖地基测量,包括地基测距、测速和干涉测量等技术.星间测距技术已经在北斗等卫星导航系统中得到充分应用,测量精度高且易于实现.由于引力对称性,地球附近卫星仅利用星间测距不能实现自主定轨,而地月空间存在众多引力非对称性区域,可以实现基于星间测距技术的自主高精度定轨.本文推导了相对论框架下的地月空间探测器星间双单向测距数据处理算法;针对地月空间平动点和DRO等区域典型轨道探测器,利用仿真数据分析了基于星间测距的地月空间探测器定轨精度.分析结果表明,引力非对称性强弱和轨道动力学约束是影响地月空间探测器定轨精度的重要因素.仿真分析结果还表明,1 m精度的探测器星间测距可以实现优于10 m的地月平动点和DRO探测器定轨精度.引入地球MEO卫星后一方面可以提高定轨精度,另一方面也有利于平动点探测器的快速轨道恢复. 展开更多
关键词 地月空间 星间测距 自主定轨 地月平动点 绕月远距离逆行轨道(DRO)
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北斗卫星导航系统混合星座的光压摄动建模和精度分析 被引量:10
7
作者 李冉 胡小工 +4 位作者 唐成盼 周善石 潘军洋 刘利 李晓杰 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1063-1070,共8页
卫星帆板及本体受照情况变化复杂,导致卫星光压摄动力的变化难以准确模制,既是动力学定轨的最大误差源,也是定轨预报精度降低的主要原因。针对此问题,采用北斗地面系统的区域监测网数据,详细比较了3种主要的经验模型(T20模型、ECOM5参... 卫星帆板及本体受照情况变化复杂,导致卫星光压摄动力的变化难以准确模制,既是动力学定轨的最大误差源,也是定轨预报精度降低的主要原因。针对此问题,采用北斗地面系统的区域监测网数据,详细比较了3种主要的经验模型(T20模型、ECOM5参数模型、ECOM9参数模型)对不同卫星的适用性情况。结果显示,在春秋分前后,地球同步轨道(geosynchronous earth orbit,GEO)卫星使用ECOM9参数模型最好,其解算的卫星钟差与星地双向钟差的互差标准差优于2 ns;对于倾斜地球同步轨道(inclined geosynchronous satellite orbit,IGSO)卫星和中地球轨道(medium earth orbit,MEO)卫星,无论是在动偏期间还是姿态模式转换期间,T20模型表现出更好的适用性。不同于此前国内外学者的相关研究,试验表明,对BDS混合星座的不同类型卫星、同一卫星的不同时段,应采用不同的经验太阳光压模型,以获得更高的定轨和预报精度。 展开更多
关键词 ECOM5参数模型 ECOM9参数模型 T20模型 星地双向钟差
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北斗导航卫星相位中心修正 被引量:3
8
作者 常志巧 胡小工 +5 位作者 郭睿 周善石 何峰 董恩强 李晓杰 董文丽 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期860-866,共7页
北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)发播电文时利用卫星钟差a0参数修正了B3频点相位中心与质心差异的大部分偏差,利用卫星群延时间参数(timing group delay,Tgd)修正不同频点相位中心的差异部分。该方法实... 北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)发播电文时利用卫星钟差a0参数修正了B3频点相位中心与质心差异的大部分偏差,利用卫星群延时间参数(timing group delay,Tgd)修正不同频点相位中心的差异部分。该方法实质是利用各向同性的卫星钟差修正具有各向异性的天线相位中心偏差,改正精度有限。为进一步提高广播星历精度,提出了先对卫星位置进行相位中心改正,再对相位中心的轨迹进行广播星历拟合的处理方法,分别比较了两种改正方法对用户距离误差(user range error,URE)以及精密单点定位精度的影响。分析表明,两种方法都能使URE和定位精度得到提高,且新方法比利用卫星钟差a0参数的修正精度提高了约76%,定位精度提高了约12.5%,同时新方法的改正精度不受时空因素影响。利用广播星历拟合修正天线相位中心与不进行天线相位中心比较,定位精度提高约38.1%。最后分析了Tgd参数修正各频点天线相位中心不一致的残差,影响在毫米级,可以用于修正相位中心的频间差异。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 卫星天线相位中心 广播星历拟合 卫星钟差 Tgd
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GNSS导航电文空间信号测距误差分析 被引量:9
9
作者 杨建华 唐成盼 +3 位作者 宋叶志 胡小工 周善石 常志巧 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2021年第1期68-80,共13页
空间信号测距误差(Signal-In-Space Range Error,SISRE)描述卫星广播星历误差和钟差参数误差在用户平均星站方向的投影,是影响用户定位授时精度的关键因素.本文以事后精密轨道和钟差参数为基准,分别评估Galileo,GPS和BDS-3卫星的广播星... 空间信号测距误差(Signal-In-Space Range Error,SISRE)描述卫星广播星历误差和钟差参数误差在用户平均星站方向的投影,是影响用户定位授时精度的关键因素.本文以事后精密轨道和钟差参数为基准,分别评估Galileo,GPS和BDS-3卫星的广播星历轨道用户测距误差(User Range Error,URE)、钟差参数误差、SISRE的大小和特征.结果表明,Galileo,GPS,BDS-3的SISRE分别为0.14,0.49,0.35 m.三者的广播星历轨道URE分别为0.14,0.27,0.09 m.三者的钟差参数误差分别为0.14,0.41,0.35 m.Galileo广播星历径向轨道误差和钟差参数误差之间具有很强的相关性.两者相互抵消,可有效降低Galileo卫星的SISRE.不同类型GPS卫星的钟差参数误差和SISRE有明显区别.随着GPS卫星的更新换代,其钟差参数误差和SISRE会逐步降低.BDS-3卫星具备与GPS和Galileo卫星显著不同的特征:(1)BDS-3卫星广播星历轨道径向误差和钟差参数误差的相关性较小,自洽性较差;(2)BDS-3卫星广播星历轨道URE较小,而钟差参数误差较大.其中,BDS-3卫星的广播星历轨道URE小于Galileo和GPS,但是其钟差参数误差对SISRE的贡献显著大于Galileo和GPS.通过比对上述卫星的SISRE大小及特征,指出提高钟差参数精度是提高BDS-3卫星空间信号精度的关键. 展开更多
关键词 空间信号测距误差(SISRE) GPS GALILEO BDS-3
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BDS监测站坐标确定及对定轨精度的影响分析 被引量:3
10
作者 赵立谦 胡小工 +2 位作者 周善石 唐成盼 杨宇飞 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1501-1507,共7页
对北斗监测站(框架点)坐标的计算方法进行探讨,提出精密单点定位和联合MGEX数据网解两种处理方案确定北斗地面监测网各站在国际地球参考架下的精密坐标。利用北斗观测数据对两种方案进行验证,特别分析了地面监测网各站坐标精化对北斗导... 对北斗监测站(框架点)坐标的计算方法进行探讨,提出精密单点定位和联合MGEX数据网解两种处理方案确定北斗地面监测网各站在国际地球参考架下的精密坐标。利用北斗观测数据对两种方案进行验证,特别分析了地面监测网各站坐标精化对北斗导航卫星区域网定轨精度的提升。初步计算结果表明:精密单点定位处理方案得到的各地面监测站坐标水平和高程的重复性分别为2.3 cm和3.4 cm,联合MGEX北斗数据网解处理方案得到的坐标水平和高程重复性分别为0.8 cm和2.2 cm。利用网解方案对监测站坐标进行更新后:IGSO(inclined geosynchronous orbit)卫星3D重叠弧段精度平均提升15.4%,MEO(medium earth orbit)卫星3D重叠弧段精度平均提升25.8%;北斗二号卫星平均激光检核残差由0.39 m降至0.24 m,平均精度提升38%;北斗三号卫星平均激光检核残差由0.25 m降至0.18 m,平均精度提升28%。 展开更多
关键词 北斗监测站 精密单点定位 网解 区域网定轨精度 重复性
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北斗导航卫星伪距偏差特性及减弱方法 被引量:2
11
作者 常志巧 刘利 +4 位作者 胡小工 郭睿 王冬霞 周善石 蒲俊宇 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2021年第1期81-91,共11页
导航卫星信号的非理想特性会引起伪距测量产生偏差,具体表现为相同类型接收机具有相同伪距偏差,不同类型接收机的伪距偏差不一致.当提供导航定位服务产品的接收机技术状态与用户端不一致时,伪距偏差将引起导航定位服务性能降低.本文利... 导航卫星信号的非理想特性会引起伪距测量产生偏差,具体表现为相同类型接收机具有相同伪距偏差,不同类型接收机的伪距偏差不一致.当提供导航定位服务产品的接收机技术状态与用户端不一致时,伪距偏差将引起导航定位服务性能降低.本文利用超短基线双差伪距O−C(Observation Minus Computation)方法计算了BDS(Beidou Satellite Navigation System)的伪距偏差,发现在早期试验卫星阶段的不同状态接收机之间存在较大的伪距偏差现象,设计了接收机环路参数调整、改变抗多径算法和卫星预失真滤波器参数调整三种减弱伪距偏差的方法.分别试验验证结果表明,接收机环路参数调整能大幅降低卫星之间的伪距偏差,B1I各颗卫星伪距偏差标准差由0.63 m降低至0.36 m;抗多径算法会造成额外的伪距偏差,窄相关算法能大幅减小伪距偏差,B1I各颗卫星伪距偏差标准差由0.36 m降低至0.18 m;调整卫星预失真滤波器参数能在一定程度上减小伪距偏差,单颗卫星伪距偏差降低约0.3–0.4 m.最后,针对BDS卫星伪距偏差解算无固定参考基准的问题,设计了一种基于外频标非实时双差O−C方法,利用该方法分别处理了BDS和GPS(Global Positioning System)数据,并对两个系统卫星伪距偏差的特性进行比较分析.结果表明,BDS和GPS卫星都存在伪距偏差;GPS卫星L2C伪距偏差与BDS-3卫星B1C数据支路相当;GPS卫星L1CA伪距偏差与其兼容互操作的BDS-3卫星B1C导频支路相当;L5C与其兼容互操作的BDS-3卫星B2a信号相比伪距偏差更大. 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 伪距偏差 双差 预失真滤波器参数 相关间距
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Orbit determination and time synchronization for a GEO/IGSO satellite navigation constellation with regional tracking network 被引量:47
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作者 zhou shanshi HU XiaoGong +9 位作者 WU Bin LIU Li QU WeiJing GUO Rui HE Feng CAO YueLing Wu XiaoLi ZHU LingFeng SHI Xin TAN HongLi 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2011年第6期1089-1097,共9页
Aiming at regional services,the space segment of COMPASS (Phase I) satellite navigation system is a constellation of Geostationary Earth Orbit (GEO),Inclined Geostationary Earth Orbit (IGSO) and Medium Earth Orbit (ME... Aiming at regional services,the space segment of COMPASS (Phase I) satellite navigation system is a constellation of Geostationary Earth Orbit (GEO),Inclined Geostationary Earth Orbit (IGSO) and Medium Earth Orbit (MEO) satellites.Precise orbit determination (POD) for the satellites is limited by the geographic distribution of regional tracking stations.Independent time synchronization (TS) system is developed to supplement the regional tracking network,and satellite clock errors and orbit data may be obtained by simultaneously processing both tracking data and TS data.Consequently,inconsistency between tracking system and TS system caused by remaining instrumental errors not calibrated may decrease navigation accuracy.On the other hand,POD for the mixed constellation of GEO/IGSO/MEO with the regional tracking network leads to parameter estimations that are highly correlated.Notorious example of correlation is found between GEO's orbital elements and its clock errors.We estimate orbital elements and clock errors for a 3GEO+2IGSO constellation in this study using a multi-satellite precise orbit determination (MPOD) strategy,with which clock error elimination algorithm is applied to separate orbital and clock estimates to improve numerical efficiency.Satellite Laser Ranging (SLR) data are used to evaluate User Ranging Error (URE),which is the orbital error projected on a receiver's line-of-sight direction.Two-way radio-wave time transfer measurements are used to evaluate clock errors.Experimenting with data from the regional tracking network,we conclude that the fitting of code data is better than 1 m in terms of Root-Mean-Square (RMS),and fitting of carrier phase is better than 1 cm.For orbital evaluation,difference between computed receiver-satellite ranging based on estimated orbits and SLR measurements is better than 1 m (RMS).For clock estimates evaluation,2-hour linear-fitting shows that the satellite clock rates are about 1.E-10 s/s,while receiver clock rates are about 1×10 13-1×10 12 s/s.For the 72-hour POD experiment,the average differences between POD satellite clock rates estimates and clock measurements based on TS system are about 1×10 13 s/s,and for receiver clock rates,the differences are about 1×10 15 s/s. 展开更多
关键词 POD time synchronization clock errors elimination SLR evaluation
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Positioning accuracy assessment for the 4GEO/5IGSO/2MEO constellation of COMPASS 被引量:32
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作者 zhou shanshi CAO YueLing +7 位作者 zhou JianHua HU XiaoGong TANG ChengPan LIU Li GUO Rui HE Feng CHEN JunPing WU Bin 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2012年第12期2290-2299,共10页
Determined to become a new member of the well-established GNSS family,COMPASS(or BeiDou-2) is developing its capabilities to provide high accuracy positioning services.Two positioning modes are investigated in this st... Determined to become a new member of the well-established GNSS family,COMPASS(or BeiDou-2) is developing its capabilities to provide high accuracy positioning services.Two positioning modes are investigated in this study to assess the positioning accuracy of COMPASS' 4GEO/5IGSO/2MEO constellation.Precise Point Positioning(PPP) for geodetic users and real-time positioning for common navigation users are utilized.To evaluate PPP accuracy,coordinate time series repeatability and discrepancies with GPS' precise positioning are computed.Experiments show that COMPASS PPP repeatability for the east,north and up components of a receiver within China's Mainland is better than 2 cm,2 cm and 5 cm,respectively.Apparent systematic offsets of several centimeters exist between COMPASS precise positioning and GPS precise positioning,indicating errors remaining in the treatments of COMPASS measurement and dynamic models and reference frame differences existing between two systems.For common positioning users,COMPASS provides both open and authorized services with rapid differential corrections and integrity information available to authorized users.Our assessment shows that in open service positioning accuracy of dual-frequency and single-frequency users is about 5 m and 6 m(RMS),respectively,which may be improved to about 3 m and 4 m(RMS) with the addition of differential corrections.Less accurate Signal In Space User Ranging Error(SIS URE) and Geometric Dilution of Precision(GDOP) contribute to the relatively inferior accuracy of COMPASS as compared to GPS.Since the deployment of the remaining 1 GEO and 2 MEO is not able to significantly improve GDOP,the performance gap could only be overcome either by the use of differential corrections or improvement of the SIS URE,or both. 展开更多
关键词 PPP real-time positioning authorized services orbit determination
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The wide-area difference system for the regional satellite navigation system of COMPASS 被引量:21
14
作者 CAO YueLing HU XiaoGong +6 位作者 WU Bin zhou shanshi LIU Li SU RanRan CHANG ZhiQiao HE Feng zhou JianHua 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2012年第7期1307-1315,共9页
The regional satellite navigation system of COMPASS (Phase I) provides both open services and authorized services. Authorized services offer differential corrections and integrity information to users to support highe... The regional satellite navigation system of COMPASS (Phase I) provides both open services and authorized services. Authorized services offer differential corrections and integrity information to users to support higher positioning, navigation and timing precision. Experimenting with real data, positioning accuracy is estimated with a 3GEO/4IGSO COMPASS constellation. The results show that with dual-frequency and single-frequency pseudo-range measurements, the positioning errors are respectively 8 and 10 m (RMS) for open service users, while for authorized users, the errors are 4 and 5 m (RMS), respectively. The COMPASS constellation geometry may cause large error to occur in the height component by 7-9 m for dualor single-frequency users, which can be effectively reduced with the differential corrections supplied by the authorized services. Multipath errors are identified and corrected for COMPASS, resulting in 25% positioning accuracy improvement for dual-frequency users and 10% improvement for single-frequency users. 展开更多
关键词 COMPASS equivalent satellite clock error ionospheric grid multipath error positioning error
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Orbit determination and prediction for Beidou GEO satellites at the time of the spring/autumn equinox 被引量:8
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作者 LI XiaoJie zhou JianHua +3 位作者 HU XiaoGong LIU Li GUO Rui zhou shanshi 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第8期86-94,共9页
Geostationary(GEO) satellites form an indispensable component of the constellation of Beidou navigation system(BDS). The ephemerides, or predicted orbits of these GEO satellites(GEOs), are broadcast to positioning, na... Geostationary(GEO) satellites form an indispensable component of the constellation of Beidou navigation system(BDS). The ephemerides, or predicted orbits of these GEO satellites(GEOs), are broadcast to positioning, navigation, and timing users. User equivalent ranging error(UERE) based on broadcast message is better than 1.5 m(root formal errors: RMS) for GEO satellites. However, monitoring of UERE indicates that the orbital prediction precision is significantly degraded when the Sun is close to the Earth's equatorial plane(or near spring or autumn Equinox). Error source analysis shows that the complicated solar radiation pressure on satellite buses and the simple box-wing model maybe the major contributor to the deterioration of orbital precision. With the aid of BDS' two-way frequency and time transfer between the GEOs and Beidou time(BDT, that is maintained at the master control station), we propose a new orbit determination strategy, namely three-step approach of the multi-satellite precise orbit determination(MPOD). Pseudo-range(carrier phase) data are transformed to geometric range(biased geometric range) data without clock offsets; and reasonable empirical acceleration parameters are estimated along with orbital elements to account for the error in solar radiation pressure modeling. Experiments with Beidou data show that using the proposed approach, the GEOs' UERE when near the autumn Equinox of 2012 can be improved to 1.3 m from 2.5 m(RMS), and the probability of user equivalent range error(UERE)<2.0 m can be improved from 50% to above 85%. 展开更多
关键词 Beidou system (BDS) Beidou time (BDT) geostationary (GEO) satellite spring equinox/autumn equinox solar radia-tion pressure time synchronization user equivalent ranging error
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Satellite-station time synchronization information based real-time orbit error monitoring and correction of navigation satellite in Beidou System 被引量:4
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作者 HE Feng zhou shanshi +5 位作者 HU XiaoGong zhou JianHua LIU Li GUO Rui LI XiaoJie WU Shan 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2014年第7期1395-1403,共9页
Satellite-station two-way time comparison is a typical design in Beidou System(BDS)which is significantly different from other satellite navigation systems.As a type of two-way time comparison method,BDS time synchron... Satellite-station two-way time comparison is a typical design in Beidou System(BDS)which is significantly different from other satellite navigation systems.As a type of two-way time comparison method,BDS time synchronization is hardly influenced by satellite orbit error,atmosphere delay,tracking station coordinate error and measurement model error.Meanwhile,single-way time comparison can be realized through the method of Multi-satellite Precision Orbit Determination(MPOD)with pseudo-range and carrier phase of monitor receiver.It is proved in the constellation of 3GEO/2IGSO that the radial orbit error can be reflected in the difference between two-way time comparison and single-way time comparison,and that may lead to a substitute for orbit evaluation by SLR.In this article,the relation between orbit error and difference of two-way and single-way time comparison is illustrated based on the whole constellation of BDS.Considering the all-weather and real-time operation mode of two-way time comparison,the orbit error could be quantifiably monitored in a real-time mode through comparing two-way and single-way time synchronization.In addition,the orbit error can be predicted and corrected in a short time based on its periodic characteristic.It is described in the experiments of GEO and IGSO that the prediction accuracy of space signal can be obviously improved when the prediction orbit error is sent to the users through navigation message,and then the UERE including terminal error can be reduced from 0.1 m to 0.4 m while the average accuracy can be improved more than 27%.Though it is still hard to make accuracy improvement for Precision Orbit Determination(POD)and orbit prediction because of the confined tracking net and the difficulties in dynamic model optimization,in this paper,a practical method for orbit accuracy improvement is proposed based on two-way time comparison which can result in the reflection of orbit error. 展开更多
关键词 satellite navigation orbital mechanics time synchronization ephemeris fitting
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