几种gps卫星钟差预报方法分析与比较

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1、几种GPS卫星钟差预报方法比较及精度分析摘要精密单点定位技术在高精度的坐标框架维持、地球动力学研宂及区域性或全球性的科学考察及低轨卫星定轨、海陆空间导航等动态应用方而都有不可估:W:的前景。但是IGS现在还不能提供实时和外推的精密卫星钟差，GPS卫星钟差仍然是实现PPP技术实时应用的瓶颈问题，制约了实时PPP技术的应川。本文分别利用二次多项式模型、灰色模型和线性模型进行了大量卫星钟差资料分析，分析总结了它们的优点与不足，为GPS卫星钟差预报研宂提供借鉴与参考。关键词：GPS精密单点定位卫星钟差预报灰色模型二次多项

2、式模型线性模型ComparisonandPrecisionAnalysisofSeveralGPSSatelliteClockBiasPredictionMethodsABSTRACTPrecisePointPositioning(PPP)isveryimportantinkeepinghighprecisecoordinatesframe，geodynamicsresearch,localorglobalscientificexpedition,LEOorbitdeterminationandspatialna

3、vigationandsoon.GPSsatelliteclockbias(SCB)isanobstacletoPPPapplicationsbecausethatIGScannotofferrealtimeandextrapolationpreciseSCB.WeanalyzeSCBanditspredictionwithquadraticpolynomialmodel，greymodel，andlinearmodel，respectively，andconcludetheirmeritsandshortcom

4、ing，itoffersanewideaandreferenceforGPSSCBprediction.Keywords:GPS;Precisepointpositioning;SatelliteClockBiasPrediction;GreyModel;QuadraticPolynomialModel;LinearModel1.引言在GPS定位中，影响定位精度的主要误差來源可分为三类，即与GPS卫星有关的误差、与信号传播有关的误差和与用户接收设备有关的误差。在所有这些误差影响中，电离层延时的影响、地球自转参数、

5、天线相位巾心改正、相对论效应等误差源可以模型化予以扣除。于是，只要给定卫星的轨道和精密钟差，采用精密的观测模型，就能像伪距一样，单站il•算出接收机的精确位置、钟差、模糊度以及对流层延吋参数。根据PPP技术的要求，定位屮需要系统提供卫星的精密轨道和钟差。0前，国际GPS服务组织(IGS)的儿个数据分析中心具备这个能力提供卫星的精密轨道和钟差，但是，这些都是后处理结果。根据IGS的产品报告，IGS提供的卫星最终产品，轨道精度能够达到5cm,卫星钟差的精度优于0.1ns,这种精度的卫星钟差和轨道，完全能够满足厘米级精

6、度的定位要求，但是这个产品要13天后才能获取，不能满足实时单点定位的要求。近10年，由于IGS的努力，GPS卫星预报轨道的精度已经达到1-2米，预报轨道的时间也由24h预报缩短到3h预报，卫星轨道的精度己经能够满足-•般定位的要求。但是巾于星载GPS原子钟频率高，非常敏感，极易受到外界及其本身因素的影响，从而很难掌握其复杂细致的变化规律，IGS现在还不能提供实时和外推的精密卫星钟差，精密的卫星钟差仍然是PPP技术实时应用瓶颈，制约了实时PPP技水的应用。本文分别利用二次多项式模型、灰色模型和线性模型进行了大量卫星

7、钟差资料分析，分析总结了它们的优点与不足，为GPS卫星钟差及其预报研宄提供借鉴与参考。2.二次多项式模型目前，己经有许多学者和专家深入研究了提高卫星钟差预报精度的方法，并且取得了一些成果，JPL已经可以提供30;?的卫星钟差产品，现在常用的钟差预报模型主要有：线性模型、二阶多项式模型和高阶多项式模型，大多使用最小二乘法来估计多项式系数，其屮又以二阶多项式最为常用，即Atsv=+a^t+a2At2+['f{t)dtz,

8、时刻rQ时的卫星钟速；6Z2为参考时刻Z0时的卫星钟漂移率；边是由于频率的随机误差而引起的一种随机钟差，只能通过钟的稳定度来描述其统计特性，无法知道其具体数值：z（）表示星历表参考时刻，r为当前历元时刻，为钟差二次多项式拟合的有效区间，主要取决于钟的稳定性，该有效区间选择不合适，经常会导致法方程系数矩阵奇异，影响钟差预报的可靠性和稳定性。SatelliteClockPre