北斗高动态双频相对定位技术

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1、第29卷第3期2010年6月飞行器测控学报JoumalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．3Jun．2010北斗高动态双频相对定位技术’万祥，张孟阳(北京卫星信息工程研究所·北京·100080)摘要：“北斗”卫星导航定位系统可以进行高精度单点定位和相对定位。本文针对该系统提出了一种相对定位选星策略，分析了几种双频组合方法及适用范围，给出了一种利用B，和Bs频率进行双频裁波相位差分的方法，并针对具体应用进行了仿真器环境试验验证，为“北斗”卫星导航定位系统建成后高精度相对定位应用提供参考。关键词：“北斗”卫星导航定位系统；双频；高动态；定位精度中图

2、分类号：P228文献标识码：A文章编号：1674—5620(20lO)03一0068一06HighDynamicsDua卜FrequencyRelatiVePositioningwithBeidouSystemWANXiang，ZHANGMeng—yang(Be的ingInstituteofSatelliteInfo丌nationEngineering·Be酊ing100080)Abstract：Higll-accuracysinglepointpositioningandrelativepositioningismadepossiblebyBeidouSatelliteNav

3、iga—tionSystem．Thispaperpresentsasatellite-selectionstrateg，，forrelativepositioning．Afewdual—frequencycombi—nationsandtheirscopeofapplicationsareanalyzedandamethodisgivenforrelativepositioniIlgusingB1andB3fre—quencies．ThemethodisverifiedwithaBeidousignalsimulatorforapplicationsinreality，prov

4、idingtechnicalrefer—enceforhigh_accuracyrelativepositioningwhentheentire壬kidousatellitenavigationsystemconstellationisestab—lished．Keywords：BeidouSatelliteNavigationSystem；Dual—Frequency；HighDynamics；PositioningPrecisionU引置“北斗”卫星导航定位系统(以下简称“北斗”系统)是我国自行研制的，为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种新型、全天候、区域性

5、卫星导航定位系统[1]。“北斗”系统采用无源定位方式，通过其发送的多频数据可以进行高精度相对定位，“北斗”一代已经在国民生活中发挥巨大作用‘2。。航天器间相对定位通常是指在2个航天器上分别搭载星载接收机，通过2台接收机间的数据传输与处理，来计算航天器间相对位置与速度的测量模式。相对定位广泛应用于交会对接、卫星编队以及空间机器人的在轨装配、回收、补给和维修等在轨服务。2008年11月，欧空局开发的运输飞船(ATV)在与国际空间站对接过程中就使用了基于卫星导航的相对定位技术。日本工程试验卫星7号(ET孓VII)在相对距离大于500m的情况下也采用卫星导航作为相对测量手段。GPS系统

6、为目前应用最为广泛的卫星导航系统，该系统从上世纪70年代开始建立，90年代布网完成。历经将近20年的发展，系统定位精度从开始的不大于100m到小于20m，应用方式也有很大的改变。而“北斗”系统为21世纪我国自主研制并建立的卫星导航系统，其起点较高，系统定位精度优于GPS[3]。“北斗”系统的建成使我们可以自主进行高精度相对定位，通过“北斗”系统多频测量进行相对定位可以达到单历元收敛，从而极大地提高定位精度和稳定性，这对我国的经济发展具有重大的现实意义[4书]。目前，国内对“北斗”双频相对定位的讨论还很少，为此，本文将利用B。，B。频点，讨论“北斗”双频观测在载波相位差分中的应用

7、。-收稿日期：2010—03—21；修回日期：2010一05—13基金项目：国家863计划(2009AAl22322)第一作者简介：万祥(1984～)，男，硕士研究生，研究方向为卫星导航相对定位技术。E-mail：wan】cian969@yah∞．co札cn第3期万祥，等：北斗高动态双频相对定位技术1基于RDOP值的高动态选星策略“北斗”导航卫星的空间几何分布会影响定位精度，传统的方法是选择可以提供最佳精度的4颗卫星，这就是最佳星座选择。最佳星座的选择一般有3条基本原则：1)选取的导航星中至