接收机位置误差对GNSS定时的影响分析.pdf

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1、第３８卷第６期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ６２０１７年６月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＪｕｎ．２０１７接收机位置误差对ＧＮＳＳ定时的影响分析１，２，３１，２１，２陈婧亚，许龙霞，李孝辉（１．中国科学院国家授时中心西安７１０６００；２．中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室西安７１０６００；３．中国科学院大学北京１０００４９）摘要：不准确的接收机位置信息将会影响用户的定时结果。从理论推导和试验两方面研究了接收机位置误差对定时结果的影响。首先理论上通过对伪距观测方程求一阶微分推导得出定

2、时接收机位置误差对定时的最大影响量；为排除卫星位置误差的影响，利用ＩＧＳ提供的卫星精确位置，通过引入不同量级的接收机位置误差开展试验，对理论分析结果进行了验证；再通过接收机坐标置偏试验分析不同方向置偏不同量级的位置误差下ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ接收机的观测数据，分析了实际运行环境中的位置误差对接收机定时结果的影响。试验结果表明接收机的纬度、经度分量误差均会对定时结果的准确度和稳定度产生影响，纬度误差每增大１″，对ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ定时准确度的影响分别小于５、１５ｎｓ，对稳定度的影响分别小于１０和１５ｎｓ；经度误差每增大１″，对ＧＰ

3、Ｓ和ＧＬＯＮＡＳＳ准确度的影响均小于１ｎｓ，对稳定度的影响均小于１０ｎｓ；高程坐标分量误差每增加１ｍ，会出现约３ｎｓ的定时偏差，对定时稳定度的影响则最大约０．３ｎｓ／ｍ。在实际应用中，用户可参考本文的结论根据所需定时精度的需求，考虑定时接收机输入坐标的精确度。关键词：定时接收机；位置误差；全球导航卫星系统定时；定时偏差中图分类号：ＴＨ７６２．４ＴＮ９６５．５文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４２０．４０ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｃｅｉｖｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｍｐａｃｔｏｎＧＮＳＳｔｉｍｉｎｇ１，２，３１，２１，２ＣｈｅｎＪ

4、ｉｎｇｙａ，ＸｕＬｏｎｇｘｉａ，ＬｉＸｉａｏｈｕｉ（１．ＮａｔｉｏｎａｌＴｉｍｅＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉ′ａｎ７１０６００，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＮａｖｉｇａｔｉｏｎａｎｄＴｉｍｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉ′ａｎ７１０６００，Ｃｈｉｎａ；３．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎａｃｃ

5、ｕｒａｔｅｒｅｃｅｉｖｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｔｉｍｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｕｓｅｒｓ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｒｅｃｅｉｖｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｏｎｔｉｍｉｎｇｉｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｅｔｅｒｍｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅｏｒｙａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｉｍｐａｃｔｏｎｒｅｃｅｉｖｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇｔｈｅｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅｅｑｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆ

6、ｉｒｓｔｏｒｄｅｒ．Ｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒ，ｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙＩＧＳａｒｅｕｓｅｄｔｏｃｏｒｒｅｃｔｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓ．Ｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｏｎｔｉｍｉｎｇｒｅｓｕｌｔｉｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳｒｅｃｅｉｖｅｒｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｄａｔａｕｎｄｅｒｔｈｅｅｒｒｏｒｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄ

7、ｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｏｒｄｅｒｓｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｓｃｅｎａｒｉｏｓａｒｅａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｉｍｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆＧＰＳａｎｄＧＬＯＮＡＳＳｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ５ａｎｄ１５ｎｓｂｙｅｖｅｒｙｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ１ａｒｃｓｅｃｏｎｄｌａｔｉｔｕｄｅｅｒｒｏｒ，ａｎｄｔｉｍｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１０ａｎｄ１５ｎｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｔｉｍｉｎｇａ

8、ｃｃｕｒａｃｙｏｆＧＰＳａｎｄＧＬＯＮＡＳＳｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１ｎｓｆｏｒｅａｃｈａｄｄｉｔｉｏｎａｌａｒｃｓｅｃｏｎｄｅｒｒｏｒｏｆｌｏｎｇｉｔｕｄｅ，ａｎｄｂｏｔｈｌｅｓｓｔｈａｎ１０ｎｓｏｆｔｉｍｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｅｖ