隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,GNSS衛(wèi)星發(fā)播多頻觀測量已成必然趨勢。然而,目前IGS分析中心依然使用雙頻觀測量的策略進行軌道、鐘差等產(chǎn)品的解算,并沒有顧及額外頻點觀測量對定軌產(chǎn)品帶來的效益。本文使用兩個雙頻無電離層組合（IF）作為觀測模型,研究第三頻點觀測量對軌道、鐘差及測站位置精度的改善。在觀測方程中將衛(wèi)星端的相位偏差分成時變和時不變分量,通過對兩個IF組合的觀測方程進行參數(shù)重組,推導(dǎo)了與IGS鐘差產(chǎn)品基準(zhǔn)一致的滿秩觀測模型。基于超寬巷、寬巷和窄巷雙差模糊度構(gòu)建策略,給出了三頻觀測量的模糊度固定方法。首先以12顆GPS Block IIF衛(wèi)星為例,在兩種測站布局情況下進行L1/L2 IF雙頻定軌（S1）、L1/L5 IF雙頻定軌（S2）、L1/L2和L1/L5兩個IF組合的三頻定軌（S3）試驗。結(jié)果表明S3方案最優(yōu),測站均勻、不均勻情況下軌道結(jié)果S3相較S1分別改善10%以內(nèi)、10%左右,鐘差的RMS略有改善,STD分別改善6.4%、10.0%,而S3相較S2的改善幅度更小,改善百分比基本在5%以內(nèi)。隨后進行了BDS單系統(tǒng)定軌,并使用激光檢核軌道,表明三頻定軌較B1/B3定軌結(jié)果改善... 

【文章來源】：測繪學(xué)報. 2020,49(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

每個弧段軌道RMS(全球均勻)

圖2 每個弧段軌道RMS(全球均勻)圖4—圖5分別為兩種測站布局下每個定軌弧段鐘差比較結(jié)果的RMS和STD。結(jié)合表1和表2可知,加入額外頻點的觀測量后,鐘差的RMS和STD均有提升,固定解下測站均勻分布時,S3方案鐘差的RMS和STD相較S1提升3.7、2.5 ps,提升百分比分別為1.9%、6.4%,測站不均勻情況則提升分別為12.2、15.1 ps,提升百分比分別為1.3%、8.6%,STD較RMS提升更為顯著。S3方案相比S2的結(jié)果在全球均勻分布時基本相當(dāng),全球不均勻情況鐘差STD改善了5.1%。需要注意S2方案的鐘差結(jié)果進行了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。圖中可見有部分弧段S3的結(jié)果稍微更差的情況,如測站不均勻分布的DOY 103。有可能的原因是使用三頻觀測量組建觀測模型時的誤差沒有較好模型化,如部分測站可能存在較大量級的時變偏差,而本文忽略了測站時變偏差影響。由上文分析知,當(dāng)使用三頻觀測量定軌時,如果測站或衛(wèi)星端的時變偏差量級較大,觀測模型需顧及該偏差項的影響,而對于雙頻觀測量的定軌該偏差項會被其他參數(shù)吸收,不會對定軌結(jié)果產(chǎn)生影響[29]。另外一個原因可能是在L5頻點中缺少對應(yīng)的PCO和PCV產(chǎn)品,使用L2頻點的PCO與PCV產(chǎn)品代替,從而導(dǎo)致部分結(jié)果更差。

考慮到GPS衛(wèi)星各項誤差模型精化完善,軌道等精密產(chǎn)品精度較高,選取12顆GPS Block ⅡF衛(wèi)星的L1/L2/L5三頻觀測數(shù)據(jù)進行精密定軌試驗。數(shù)據(jù)時段為2019年4月4日—2019年4月18日共15 d,測站來自IGS MGEX地面網(wǎng),數(shù)據(jù)采樣間隔30 s。試驗選取兩種測站布局進行分析,評定三頻觀測量帶來的收益。圖1繪制了兩種測站分布圖,測站數(shù)量分別為104和48個,其中五角形為不均勻測站布局,在歐洲和亞太區(qū)域較為密集。定軌弧長為1 d,數(shù)據(jù)使用間隔300 s。力模型信息包括:地球重力場模型為EGM2008,太陽光壓模型為ECOM 5參數(shù)模型,N體引力模型為JPL DE405,并顧及地球輻射壓、潮汐力等。衛(wèi)星和測站的天線相位中心誤差使用igs14.atx文件改正,其中由于L5頻點沒有對應(yīng)的天線相位中心偏差(phase center offset,PCO)和變化(phase center variation,PCV)值,使用L2頻點數(shù)值代替。衛(wèi)星鐘差和接收機鐘差當(dāng)作歷元參數(shù),隨機模型為白噪聲。電離層延遲使用雙頻組合消去一階項誤差,二階及以上誤差不予考慮。地球自轉(zhuǎn)參數(shù)使用IERS C04產(chǎn)品。精密定軌試驗共包含3個方案,方案1為L1/L2 IF組合雙頻定軌(S1),方案2為L1/L5 IF組合雙頻定軌(S2),方案3為L1/L2和L1/L5兩個IF組合的三頻定軌(S3)。每個方案均得到模糊度浮點解和固定解結(jié)果。精密定軌軟件是在西安測繪研究所研制的衛(wèi)星精密定位與定軌系統(tǒng)SPODS下改編的[26]。需要指出,對于S2定軌方案,由于L1/L5組合的鐘差基準(zhǔn)與IGS產(chǎn)品得到的鐘差基準(zhǔn)不一致,需要進行基準(zhǔn)統(tǒng)一。由于S3定軌的方案可以生成衛(wèi)星端的相位時變偏差產(chǎn)品, 利用該產(chǎn)品對S2方案得到的鐘差校準(zhǔn)到IGS鐘差基準(zhǔn)中。但該策略得到的S2鐘差產(chǎn)品精度同時受到相位時變偏差產(chǎn)品精度的影響。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]北斗三頻精密單點定位模型比較及定位性能分析[J]. 張小紅,柳根,郭斐,李昕.  武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2018(12)
[3]SPODS軟件GPS/GNSS網(wǎng)解的模糊度解算方法[J]. 阮仁桂.  測繪學(xué)報. 2015(02)



本文編號：3059796