基于2013年、2015年和2017年星載BDS/GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的FY-3C衛(wèi)星精密軌道確定
發(fā)布時(shí)間：2021-10-26 04:20
本文基于2013—2017年FY-3C衛(wèi)星星載BDS和GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),研究了星載BDS的定軌性能及其對(duì)低軌衛(wèi)星精密定軌的貢獻(xiàn)。結(jié)果顯示,改正BDS衛(wèi)星碼偏差可以提高低軌衛(wèi)星定軌精度,提升幅度可達(dá)12.4%。2013年、2015年和2017年的FY-3C衛(wèi)星單GPS定軌的重疊軌道差異平均一維均方根（1D RMS）分別為2.0 cm、1.7 cm和1.5 cm。由于BDS二代區(qū)域系統(tǒng)和FY-3C較少的BDS跟蹤通道,FY-3C衛(wèi)星單BDS定軌的精度要遠(yuǎn)差于單GPS定軌,其2013年、2015年和2017年重疊軌道1D RMS分別為150.9 cm、115.0 cm和47.4 cm。對(duì)于BDS+GPS （GC）雙系統(tǒng)定軌,FY-3C衛(wèi)星在2013年、2015年和2017年的重疊軌道精度分別為2.5 cm、2.3 cm和1.6 cm。當(dāng)不采用BDS GEO衛(wèi)星觀測(cè)值后,GC雙系統(tǒng)定軌精度得到了顯著提高,這是因?yàn)镚EO衛(wèi)星本身衛(wèi)星跟蹤條件較差且其軌道鐘差產(chǎn)品精度不高。得益于近年來(lái)IGS精密軌道鐘差產(chǎn)品精度的不斷提高,特別是2015年高采樣率（30 s采樣間隔）衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品的發(fā)布,FY-3C衛(wèi)星的...
【文章來(lái)源】：Engineering. 2020,6(08)EISCI
【文章頁(yè)數(shù)】：19 頁(yè)
【部分圖文】：
GPS和BDS衛(wèi)星不同觀測(cè)值的日平均觀測(cè)數(shù)；（b）星載GPS和BDS數(shù)據(jù)的日損失率。
圖4展示了FY-3C衛(wèi)星單BDS定軌的重疊軌道RMS。結(jié)果顯示，切向方向的重疊軌道RMS最大，法向RMS最小。2013年、2015年和2017年FY-3C衛(wèi)星在切向、法向和徑向上的平均RMS分別為204.1 cm、91.9 cm和151.2 cm,142.5 cm、65.7 cm和122.6 cm,58.2 cm、34.6 cm和46.5 cm�？梢钥闯�，單BDS定軌僅能實(shí)現(xiàn)幾分米的定軌精度，這主要是因?yàn)锽DS-2仍是區(qū)域系統(tǒng)，同時(shí)FY-3C分配給BDS衛(wèi)星的跟蹤通道較少。此外，從圖中還可以看出，從2013年至2017年BDS單系統(tǒng)定軌的重疊軌道精度在逐漸提高。這主要是得益于BDS精密軌道鐘差產(chǎn)品精度的不斷提高，特別是高采樣率鐘差產(chǎn)品的發(fā)布（從5 min提高至30 s）。高采樣鐘差產(chǎn)品能夠顯著減少鐘差產(chǎn)品數(shù)值插值過(guò)程中的精度損失，進(jìn)而提高低軌衛(wèi)星的定軌精度。表3列出了BDS單系統(tǒng)定軌相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)值。圖3.改正和不改正BDS衛(wèi)星碼偏差定軌方案的重疊軌道比較RMS。
圖2.基于FY-3C星載數(shù)據(jù)估計(jì)的BDS GEO、IGSO和MEO衛(wèi)星分段線性碼偏差改正模型。圖5顯示了2013年、2015年和2017年FY-3C衛(wèi)星GC（考慮GEO）定軌和GC（不考慮GEO）定軌方案的重疊軌道比較1D RMS時(shí)間序列。作為比較，單GPS定軌結(jié)果也顯示在圖中。表3給出了相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)值。對(duì)于單GPS定軌，F(xiàn)Y-3C衛(wèi)星在2013年、2015年和2017年的重疊軌道差異的平均1D RMS分別為2.0 cm、1.7 cm和1.5 cm。這一精度與GRACE衛(wèi)星定軌精度相當(dāng)[2]。GC雙系統(tǒng)定軌的平均1D RMS要大于單GPS定軌結(jié)果。雙系統(tǒng)定軌方案精度下降的主要原因是相比于GPS,BDS軌道和鐘差產(chǎn)品精度相對(duì)較低。與GC（考慮GEO）方案相比，在排除GEO觀測(cè)值之后，GC（不考慮GEO）方案的定軌精度得到了明顯的提升。2013年、2015年和2017年GC（不考慮GEO）定軌方案的重疊軌道平均1D RMS分別為2.0 cm、1.8 cm和1.3 cm。值得注意的是，2017年，GC（不考慮GEO）定軌方案的精度最高，甚至優(yōu)于單GPS定軌結(jié)果。這一結(jié)果說(shuō)明，在高質(zhì)量BDS軌道鐘差產(chǎn)品可用的條件下，GC雙系統(tǒng)融合能夠提高低軌衛(wèi)星的定軌精度。此外，能夠看到從2013年至2017年GC雙系統(tǒng)定軌精度逐年提高，這一現(xiàn)象與單BDS定軌結(jié)果類(lèi)似，主要是得益于BDS精密軌道鐘差產(chǎn)品精度的不斷提高，特別是鐘差產(chǎn)品采樣率的提高。
本文編號(hào)：3458816
【文章來(lái)源】：Engineering. 2020,6(08)EISCI
【文章頁(yè)數(shù)】：19 頁(yè)
【部分圖文】：
GPS和BDS衛(wèi)星不同觀測(cè)值的日平均觀測(cè)數(shù)；（b）星載GPS和BDS數(shù)據(jù)的日損失率。
圖4展示了FY-3C衛(wèi)星單BDS定軌的重疊軌道RMS。結(jié)果顯示，切向方向的重疊軌道RMS最大，法向RMS最小。2013年、2015年和2017年FY-3C衛(wèi)星在切向、法向和徑向上的平均RMS分別為204.1 cm、91.9 cm和151.2 cm,142.5 cm、65.7 cm和122.6 cm,58.2 cm、34.6 cm和46.5 cm�？梢钥闯�，單BDS定軌僅能實(shí)現(xiàn)幾分米的定軌精度，這主要是因?yàn)锽DS-2仍是區(qū)域系統(tǒng)，同時(shí)FY-3C分配給BDS衛(wèi)星的跟蹤通道較少。此外，從圖中還可以看出，從2013年至2017年BDS單系統(tǒng)定軌的重疊軌道精度在逐漸提高。這主要是得益于BDS精密軌道鐘差產(chǎn)品精度的不斷提高，特別是高采樣率鐘差產(chǎn)品的發(fā)布（從5 min提高至30 s）。高采樣鐘差產(chǎn)品能夠顯著減少鐘差產(chǎn)品數(shù)值插值過(guò)程中的精度損失，進(jìn)而提高低軌衛(wèi)星的定軌精度。表3列出了BDS單系統(tǒng)定軌相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)值。圖3.改正和不改正BDS衛(wèi)星碼偏差定軌方案的重疊軌道比較RMS。
圖2.基于FY-3C星載數(shù)據(jù)估計(jì)的BDS GEO、IGSO和MEO衛(wèi)星分段線性碼偏差改正模型。圖5顯示了2013年、2015年和2017年FY-3C衛(wèi)星GC（考慮GEO）定軌和GC（不考慮GEO）定軌方案的重疊軌道比較1D RMS時(shí)間序列。作為比較，單GPS定軌結(jié)果也顯示在圖中。表3給出了相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)值。對(duì)于單GPS定軌，F(xiàn)Y-3C衛(wèi)星在2013年、2015年和2017年的重疊軌道差異的平均1D RMS分別為2.0 cm、1.7 cm和1.5 cm。這一精度與GRACE衛(wèi)星定軌精度相當(dāng)[2]。GC雙系統(tǒng)定軌的平均1D RMS要大于單GPS定軌結(jié)果。雙系統(tǒng)定軌方案精度下降的主要原因是相比于GPS,BDS軌道和鐘差產(chǎn)品精度相對(duì)較低。與GC（考慮GEO）方案相比，在排除GEO觀測(cè)值之后，GC（不考慮GEO）方案的定軌精度得到了明顯的提升。2013年、2015年和2017年GC（不考慮GEO）定軌方案的重疊軌道平均1D RMS分別為2.0 cm、1.8 cm和1.3 cm。值得注意的是，2017年，GC（不考慮GEO）定軌方案的精度最高，甚至優(yōu)于單GPS定軌結(jié)果。這一結(jié)果說(shuō)明，在高質(zhì)量BDS軌道鐘差產(chǎn)品可用的條件下，GC雙系統(tǒng)融合能夠提高低軌衛(wèi)星的定軌精度。此外，能夠看到從2013年至2017年GC雙系統(tǒng)定軌精度逐年提高，這一現(xiàn)象與單BDS定軌結(jié)果類(lèi)似，主要是得益于BDS精密軌道鐘差產(chǎn)品精度的不斷提高，特別是鐘差產(chǎn)品采樣率的提高。
本文編號(hào)：3458816
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