BDS_GPS精密卫星钟差估计算法研究

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1、分类号:P2210710-2015126021硕士学位论文BDS/GPS精密卫星钟差估计算法研究李平力导师姓名职称张勤教授黄观文副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称大地测量学与测量工程论文提交日期2018年4月19日论文答辩日期2018年6月5日学位授予单位长安大学ResearchonAlgorithmofBDS/GPSPrecisionSatelliteClockEstimationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiPingliSuperv

2、isor：Prof.ZhangQinA/Prof.HuangGuanwenChang’anUniversity,Xi’an,China由扫描全能王扫描创建摘要卫星钟是全球卫星导航系统重要荷载之一，其性能直接决定导航、定位与授时的服务质量。星载原子钟极易受外界及自身因素影响，不能使用直接内插方法进行加密，目前IGS部分分析中心提供的GPS卫星精密钟差采样率已可以达到5s，但iGMAS分析中心提供的BDS卫星精密钟差历元间隔依然为5~15分钟，在实际工作中观测数据的采样率为30s甚至更高，这严重影响了BDS精密产品的应用

3、。此外，实时钟差产品是实现实时、动态以及高精度定位的保障，IGS已经在自己的网站上公开提供实时GPS卫星钟差，其精度约为0.1~0.2ns，但BDS还未有公开的实时卫星钟差产品，这在很大程度上限制了BDSPNT服务的发展。鉴于此，本文研究了BDS/GPS精密卫星钟差估计算法，实现了BDS/GPS事后和实时精密卫星钟差估计，并在此基础上研究了精密卫星钟差估计时观测数据的优选策略以及区域测站数与BDS实时卫星钟差估计的相互关系。本文主要研究成果有：（1）研究总结了精密卫星钟差求解过程中的基本原理和方法，包括数学函数模型、

4、误差改正模型、周跳探测模型、参数估计模型和精度评估方法。重点分析了非差模型、历元间差分模型和混合差分模型各自的特点以及优缺点，并针对GPS和BDS不同星座构造的问题，提出了不同的钟差精度评估方法。（2）通过分析事后精密卫星钟差的解算过程，实现了基于混合差分模型的BDS/GPS事后精密卫星钟差估计，并对其估计精度进行了“二次差”比较。算例结果表明，GPS事后精密卫星的钟差估计精度能达到0.1ns以内，BDS事后精密卫星的钟差估计精度能达到0.15ns以内。（3）针对事后精密钟差产品求解中的观测数据筛选和基准钟优选问题，

5、提出了一种基于PPP技术辅助求解精密卫星钟差的方法，解决了异常误差对精密钟差估计时的影响，并采用不同方案对比分析了精密钟差的估计精度。算例结果表明，采用本文设计的方法求解精密钟差，显著提升了钟差精度。（4）通过分析实时精密卫星钟差的解算过程，实现了基于非差模型的BDS/GPS实时精密卫星钟差估计，并分别对区域和全球测站求解的实时钟差进行了“二次差”比较。算例结果表明，GPS实时精密卫星的钟差估计精度能达到0.15ns以内，和IGS实时钟差产品精度相当；BDS实时精密卫星的钟差估计精度能达到0.2ns以内。（5）针对B

6、DS目前主要为亚太地区提供服务的现状，设计了不同区域测站数估I计BDS实时卫星钟差，并采用不同测站数求解的实时钟差进行实时动态PPP验证，得出了中国区域测站数与BDS实时钟差估计精度的相互关系，并得到求解中国区域BDS实时卫星钟差所需的最小测站数。关键词：BDS/GPS，卫星钟，事后估计，实时估计，测站优选IIabstractThesatelliteclockisoneoftheimportantloadsofthesatellitenavigationsystem,anditsperformancedirectly

7、determinestheservicequalityofPNT.Satellite-borneatomicclocksarehighlysusceptibletoexternalandinternalfactorsandcannotbeencryptedusingdirectinterpolation.Atpresent,thesamplingrateofprecisionsatelliteclockprovidedbytheIGSpartialanalysiscentercanreach5s,andtheepoc

8、hintervalofBDSsatelliteprecisionclockprovidedbytheiGMASanalysiscenterbetweenis5to15minutes,butthesamplingrateofobservationdatais30sorevenhigherinpracticalwork,whichseriously