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《武汉大学》 2017年
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GNSS轨道、钟差产品综合及性能分析

谭畅  
【摘要】:随着全球多系统导航技术的发展,中国在国际上发起了全球连续监测评估系统(International GNSS Monitoring and Assessment System,iGMAS)活动。截止目前,共有13家分析中心参与过iGMAS产品综合与集成测试,各家分析中心提供轨道、钟差等产品。由于分析中心产品解算时使用的软件、解算策略、测站数量及分布均有差异,那么如何消除各家产品之间的框架差异,生成对外统一发布的、精度更高、稳定性更好的产品,如何对分析中心产品、综合产品的精度及定位服务性能进行合理的评定和反馈就是非常重要的研究内容。本文主要研究内容围绕轨道、钟差产品综合展开,研究适用于iGMAS产品的综合算法,并且对iGMAS产品的性能进行合理的评定。本文主要完成的工作及结论如下:1.介绍轨道产品综合算法,并对该算法进行验证。算法验证时,对GPS周1774周到1777周的IGS分析中心最终GPS轨道进行综合,以IGS发布的综合轨道为参考,得到综合COMB轨道的差异。通过验证表明,综合产品精度及稳定性均比参与综合的各家分析中心要高,与IGS GPS的互差精度在5mm之内,符合IGS GPS轨道标称精度的要求。2.介绍钟差产品综合算法,并对该算法进行验证。算法验证时,对GPS周1774周到1777周的IGS分析中心最终GPS钟差进行综合,以IGS发布的综合钟差为参考,得到综合COMB钟差的差异。通过验证表明,综合的COMB钟差比分析中心钟差的精度更好,精度稳定在40ps,稳定性也比参与综合的各家分析中心要高。3.对iGMAS分析中心最终轨道、综合最终轨道进行了外部参考产品比较,比较结果表明:对于GPS轨道,所有分析中心的精度优于3厘米,综合轨道优于1厘米;对于GLONASS轨道,所有分析中心的精度优于8厘米,综合轨道优于1.7厘米;对于Galileo卫星轨道,除了个别分析中心的一维符合精度超过15个厘米,多数在10个厘米以内,综合轨道精度范围在4至12厘米;对于北斗GEO卫星轨道,所有分析中心符合精度在1.4米以内,综合轨道精度在4米范围内,且呈现明显的周期性;而IGSO/MEO卫星轨道的符合精度明显要好于GEO卫星,多数分析中心优于15个厘米,综合轨道优于10厘米。4.用激光数据进一步检核了北斗和伽利略卫星的轨道精度,发现分析中心的北斗GEO轨道和伽利略轨道中存在明显的系统性误差,同时对综合轨道相对于IGS产品的框架稳定性进行了分析,就北斗GEO轨道确定提出了一种先验的太阳光压模型,借助此模型可以很好地削弱目前GEO轨道中存在的系统性误差,激光检核的均方根误差改善近40%。5.对iGMAS分析中心最终钟差、综合最终钟差进行了外部参考产品比较,比较结果表明:对于GPS钟差,大部分分析中心符合精度在0.lns内,其余分析中心的符合精度在0.lns至0.4ns,综合钟差精度范围在0.04ns至0.06ns;对于GLONASS钟差,少数分析中心的符合精度优于O.lns,有的分析中心精度较差,超过了 0.5ns,综合钟差目前稳定在0.lns内;对于Galileo卫星钟差,除了个别分析中心的符合精度优于0.2ns,多数在0.2ns至Ins,综合钟差基本稳定在O.lns至0.3ns的范围内;对于北斗GEO卫星钟差,精度范围在0.4ns至0.9ns,综合钟差在0.3ns至0.7ns的范围内;IGSO/MEO卫星钟差,分析中心钟差精度范围在0.2ns至0.8ns,综合钟差维持在0.lns至0.2ns,总体精度优于GEO卫星钟差。6.为了对iGMAS最终轨道产品与最终卫星钟差产品一致性进行评估,进行了静态精密单点定位实验。定位的结果表明,iGMAS GPS定位精度在毫米级,E 方向 1.91mm,N 方向 1.57mm,U 方向 4.02mm;iGMAS GLONASS 定位精度在厘米级,E方向14.03mm,N方向8.41mm,U方向19.03mm;iGMAS Galileo+GPS定位精度在厘米级,E方向15.33mm,N方向9.18mm,U方向19.40mm;iGMAS BDS+GPS定位精度在厘米级,E方向15.59mm,N方向4.79mm,U方向10.58mm。单GPS系统的定位结果要优于GPS和其它系统的组合定位结果,表明不同系统之间的综合轨道/钟差之间还存在系统性差异,在后续的多系统轨道钟差综合中需要进一步顾及这种系统差。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P228.4

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