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《山东科技大学》 2017年
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GPS/BDS实时钟差估计与预报研究

李超  
【摘要】:随着全球卫星导航系统的不断完善发展,实时精密导航定位技术受到越来越多的关注,但由于精密钟差产品的发布存在一定时间延迟,并未得到广泛应用。此外,我国自主开发的北斗卫星导航定位系统已经向亚太地区提供服务,并逐步向全球拓展。因此,为了进一步提高北斗及其他卫星导航系统的可用性、兼容性,推动实时精密导航定位技术,需要高精度的实时钟差作为保障。为实现高精度的GPS/BDS实时卫星钟差,本文详细阐述了实时卫星钟差估计的基本理论和方法,并利用Fortran语言编程实现了 GPS/BDS实时卫星钟差算法,分析了影响实时卫星钟差解算精度的因素以及利用UDP传输协议进行了仿实时钟差预报。实验结果表明,本文所用解算方法和模型是正确且可行的,实时钟差的解算精度达到亚纳秒级,满足导航定位的需求。论文的主要内容如下:(1)介绍了实时卫星钟差估计与预报的国内外研究现状,指出了实时卫星钟差在广域实时精密定位中的作用;论述了本文的主要研究内容和研究意义。(2)阐述了卫星精密钟差估计的基本理论,包括GPS/BDS系统的发展历程和时间与坐标系统定义与相互转换,阐述了 GPS/BDS实时精密钟差估计的模型算法以及钟差预报的模型。(3)介绍了 GPS/BDS实时精密钟差估计实现方法,推导了顾及系统间偏差的历元间差分方法,介绍了参考卫星的选取方法,并利用事后钟差解算实验分析了基准钟的确定原则。最后简要介绍了实时钟差解算的主要流程,编程实现了 GPS/BDS实时钟差估计方法并分析精度。(4)实验分析了影响GPS/BDS实时精密钟差精度的因素,着重考虑基准钟的选取方法,地面测站分布情况。结果表明,若能保证测站卫星数据的连续性,建议选取测站作为基准钟。采用数量较多的全球分布的测站数据得到的实时钟差精度较高。(5)利用UDP(User Datagram Protocol)传输协议进行实时数据流传输,通过自编的实时钟差预报的解算程序,计算得到仿实时钟差预报结果,并进行精度比较分析。统计结果表明利用灰色模型进行1h、2h的短期钟差预报,GPS和BDS精度相当都在亚纳秒级,BDS卫星的预报精度略高于GPS;利用二次多项式模型进行1h、2h的短期钟差预报。预报1h GPS卫星的精度在0.25ns左右,预报2hGPS卫星的精度在0.35ns左右;与GPS卫星相比,BDS卫星的预报精度略差,预报1h和2h的BDS卫星的精度均在0.4ns左右。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN967.1;P228.4

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【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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