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1、GPS广播星历与历书的精度比较11,2周善石,王解先(11同济大学测量与国土信息系,上海200092;21现代工程测量国家测绘局重点实验室,上海200092)摘要:GPS接收机接收到广播星历与历书两种导航信息,广播星历包含基本轨道参数及摄动改正量,由其确定的卫星位置精度高,可用于定位计算。历书仅提供基本轨道参数,精度低,可用于接收机快速捕捉卫星和预报。文章利用实际的广播星历和历书数据,进行轨道计算,并与IGS提供的精密星历进行了比较,结果表明广播星历在有效期内算得卫星位置的精度为米级,推算12小时后,精度迅速降至几百米,而使用历书算得卫星坐标,一天内的精
2、度为1～2km里,推算6天其精度仍在2km以内,推算10天也可保持公里级精度。关键词:广播星历,历书中图分类号:P22814文献标识码:BAbstract:GPSreceivercanreceivetwokindsofephemeris,i.e.broadcastephemerisandalmanac.Theformer,includingbasicDopplerparametersanddisturbanceerrors,candeterminethesatellitepositioninhighprecision,therefore,itcanbeu
3、sedforreal2timepositioning.WhilethelatteronlycontainsbasicDopplerparametersandtheprecisionofpositiondeterminationisratherlower.Generally,almanacisusedforGPSreceivertotracksatellitesignalandfortheephemerisforecast.Inthispaper,thebothhavebeenusedtocalculatesatellitepositionindiffer
4、enttimespans.AnalysisshowsthatcomparedwithpreciseephemerisprovidedbyIGS(IntemationalGPSService),thepositionprecisionsolvedbybroadcastephemerisisseveralmetersinthefollowing2hourssincethereferenceepoch,anditreaches300metersafter12hours.Asforalmanac,theprecisionisbetterthan2km,which
5、canlastfortendays.Keywords:ephemeris;almanac0引言1由广播星历和历书计算卫星位置GPS接收机能收到广播星历和历书两种卫星轨广播星历提供了星历参考时刻toe、3个卫星钟道参数。广播星历提供卫星钟差、开普勒轨道参数差改正数、6个轨道根数参数和9个摄动改正参数。和轨道摄动修正量,可由此求得卫星的地固坐标系与广播星历相比,历书只提供基本轨道参数和2个地心坐标。历书是广播星历的概略形式,仅包括开钟差改正数,不包含摄动改正项。两种星历包含具普勒轨道参数和钟差改正参数,为用户提供精度较体参数,如表1所示。低的卫星位置。广播星
6、历的数据每两小时更新一广播星历和历书的主要参数表1次,在更新历元的前后各一小时范围内,决定的卫参数含义广播星历历书星位置可达到米级精度,使用广播星历外推卫星位toe参考时刻√√A,Ω0,M0,e,ω,i0开普勒轨道根数√√置,其精度随相对参考历元时间间隔增大而迅速降af0,af1,af2卫星钟差改正数√仅af0,af1低。历书的更新周期较长,使用历书计算卫星位置Δn,Cus,Cus,Crc,摄动改进参数√仅ΩÛ只能达到公里级的精度,但使用历书外推卫星位Crs,Cic,Cis,ΩÛ,Ûi置,其精度可在较长时间内保持公里级精度。通常由广播星历计算卫星位置步骤
7、如下:广播星历用于定位计算,历书用于接收机快速捕捉1)计算平均角速度n,偏近点角Ek,真近点卫星以及预报卫星位置,GPS接收机中通常保存历书数据。收稿日期:2005206221;修订日期:2006204228本文介绍广播星历和历书的内容,计算公式,作者简介:周善石(1981-),女(汉族),天津人,研究并与精密星历比较,分析其精度。生.2006年第9期工程勘察JournalofGeotechnicalInvestigation&Surveying69角vk,纬度参数8、cosEk-e)cosvk=(1-e×cosEk)图1PRN1卫星广播星历外推1
