两种预报轨道的BDS实时钟差估计与分析
北斗星地双向时频传递与广播钟差精度分析
北斗星地双向时频传递与广播钟差精度分析巩秀强;陈俊平;周善石;吴斌【摘要】与其他卫星导航系统不同,北斗卫星导航系统采用星地双向时间比对技术,直接测量卫星钟相对于地面保持的系统时间的钟差,并用于广播电文钟差参数的建模.讨论了电离层延迟误差、卫星相位中心误差等不同误差源对不同类型卫星双向时间同步卫星钟差精度的影响.实测数据分析结果表明,星地双向卫星钟差内符合精度(RMS)优于0.15 ns.利用双向卫星钟差序列,对广播星历钟差参数预报精度进行了分析,统计结果显示广播电文钟差参数预报1 h,精度在2 ns以内,移动卫星刚入境时,钟差参数预报6 h误差可达10 ns.【期刊名称】《天文学进展》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】9页(P178-186)【关键词】北斗卫星导航系统;双向时频传递;广播钟差参数【作者】巩秀强;陈俊平;周善石;吴斌【作者单位】中国科学院上海天文台,上海 200030;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院上海天文台,上海 200030;中国科学院上海天文台,上海 200030;中国科学院上海天文台,上海 200030【正文语种】中文【中图分类】P2281 引言中国北斗卫星导航系统(Beidou navigation satellite system,BDS)具备无线电星地双向时间比对测量技术[1]。
国内外已有较多双向时间比对技术的研究，星地双向时间同步技术通过上下行伪距求差，消除了共有误差影响，也减小与信号频率有关的电离层延迟等误差[2,3]。
综合考虑目前时间比对技术各误差源的精度量级[4]，星地无线电双向法的理论精度可达到约几百皮秒的量级[5,6]。
本文利用北斗双向实测数据[7]，分析了电离层误差和卫星相位中心误差对双向时间比对精度的影响及其改正方法，统计了双向钟差的随机噪声。
卫星钟差模型是广播电文的重要组成部分，其精度直接影响导航系统的服务性能[8−10]。
北斗_GPS实时精密卫星钟差融合解算模型及精度分析_陈良
1
1． 1
北斗 / GPS 精密钟差融合解算模型
观测方程
在双频数据处理中一般采用无电离层组合观 测值消除电离层， 如果选取统一时间基准， 考虑到 接收终端北斗系统相对于 GPS 系统间信号延迟 量 δt g ， 则 北 斗 / GPS 无 电 离 层 组 合 非 差 观 测 方 程为
1． GNSS System Engineering Center，China Academy of Aerospace Electronics Technology， Beijing 100094 ， China； 2． Test and Beijing 100094 ， China； 3． Helmholtz Centre Potsdam，German Assessment Ｒesearch Center，China Satellite Navigation Office， Ｒesearch Centre for Geosciences（ GFZ） ，Telegrafenberg，Potsdam 14473 ，Germany
G j， LC
G、 B 分别代表 GPS 卫星及北斗卫星； j、 k分 式中， 别代表同一历元第 j 颗 GPS、 第 k 颗 北 斗 卫 星； PC 、 LC 、 N 为无电离层组合伪距、 载波相位观测值 及整周模糊度； ρ 是站星距离； dt 和 dT 为接收机 和卫星钟相对于同一时间基准的钟差； c 为光速； d trop 是对流层延迟； ε 为观测噪声等。 1． 2 稳 实时融合解算模型 GNSS 系 统 间 信 号 延 迟 量 δt g 变 化 较 为 平 。为实现北斗 / GPS 实时精密钟差融合解
BDS_GPS组合精密单点定位系统间偏差分析
BDS/GPS组合精密单点定位系统间偏差分析发布时间：2022-10-31T06:55:39.238Z 来源：《中国建设信息化》2022年第12期第6月作者：钟赟强[导读] 随着全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）的快速发展，卫星星座和导航信号逐渐钟赟强（重庆交通大学智慧城市学院，重庆 400060）摘要：随着全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）的快速发展，卫星星座和导航信号逐渐增加，多系统精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）实验条件日趋成熟。
在多系统条件下，可用观测量更多、卫星空间几何分布更合理，并且PPP收敛时间更短。
多系统PPP数据处理方法相较于单系统PPP，由于不同系统的卫星型号、系统的时间基准、坐标框架存在差异，多系统PPP受到系统性偏差的影响，此类偏差的特性是目前多系统数据融合处理中需要解决的问题。
本文围统BDS/GPS组合PPP中的系统间偏差进行研究。
关键次：BDS/GPS，精密单点定位，系统间偏差，预测模型一.引言进入21世纪以来，全球卫星导航系统迎来迅速发展，美国的GPS、欧盟的Galileo、俄罗斯的GLONASS以及中国的北斗卫星导航系统（BDS）均达到了定位服务覆盖全球的能力，日本的QZSS为GPS的辅助系统。
我国的BDS于2020年6月23号发射第35颗卫星，标志着北斗卫星系统的正式建成[1]。
对于利用单GPS系统进行PPP处理时，这种硬件延迟误差会被吸收到接收机钟差项中进行改正，但是利用多系统进行PPP处理时，硬件延迟是一种依托于系统的参数，不同的系统之间有不同的硬件延迟和时间基准。
目前针对这个问题的解决方法是引入一个系统间偏差（inter-system biases，ISB）参数作为GNSS系统时间基准和硬件延迟的偏差参数。
高精度卫星定位技术误差分析与改进策略
高精度卫星定位技术误差分析与改进策略高精度卫星定位技术是现代导航和地理信息系统中的关键技术之一，它通过接收卫星信号来确定接收器在地球上的精确位置。
随着科技的发展，高精度卫星定位技术在各个领域，如测绘、交通、农业、事等，都发挥着越来越重要的作用。
然而，这项技术在实际应用中仍然面临着多种误差源，这些误差源可能会影响到定位的精度和可靠性。
本文将探讨高精度卫星定位技术中的误差分析，并提出相应的改进策略。
一、高精度卫星定位技术概述高精度卫星定位技术主要依赖于全球导航卫星系统（GNSS），如的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）、欧洲的伽利略（Galileo）和中国的北斗导航系统（BDS）。
这些系统通过发射卫星信号，使得地面接收器能够计算出其位置、速度和时间。
1.1 卫星定位技术原理卫星定位技术基于三角测量原理，即通过测量接收器与至少四颗卫星之间的距离，来确定接收器在三维空间中的位置。
接收器通过计算信号传播时间来确定距离，而信号的传播时间与卫星和接收器之间的距离成正比。
1.2 定位技术的应用场景高精度卫星定位技术在多个领域有着广泛的应用，包括但不限于：- 测绘工程：用于地形测绘、土地规划和工程建设。
- 交通导航：提供车辆定位、路线规划和实时导航服务。
- 精准农业：指导农业机械进行精确播种、施肥和收割。
- 事应用：用于定位、导航和武器制导。
二、高精度卫星定位技术的误差分析尽管高精度卫星定位技术在理论上可以提供非常精确的位置信息，但在实际应用中，多种误差源会影响定位的精度。
2.1 卫星误差卫星误差主要包括卫星轨道误差和卫星钟差。
卫星轨道误差是由于卫星轨道模型与实际轨道之间的偏差造成的，而卫星钟差则是由于卫星时钟与标准时间之间的偏差造成的。
2.2 信号传播误差信号传播误差主要包括电离层延迟和对流层延迟。
电离层延迟是由于卫星信号在通过电离层时受到电子密度变化的影响，导致信号传播速度的变化。
对流层延迟则是由于信号在通过对流层时受到温度、湿度和大气压力变化的影响。
北斗卫星导航系统误差分析与评估
北斗卫星导航系统误差分析与评估发表时间：2020-12-10T08:07:00.985Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：王志军[导读] 近些年，我国的科学技术水平不断进步，目前被广泛应用。
天津七六四通信导航技术有限公司天津市 300210摘要：近些年，我国的科学技术水平不断进步，目前被广泛应用。
北斗卫星导航系统误差还包括卫星误差，以及信号传输的过程中产生的误差、用户接收端的误差，这些误差因素造成卫星导航系统在使用的过程中，无法及时完成定位、完成警告，在警报数值方面存在明显的误差，甚至还会因为定位无法使用，导致出现更多故障。
卫星导航系统出现的各种故障都能够被测量，最终通过是卫星导航系统的运用体现出来，造成使用方面的故障。
关键词：北斗卫星；导航系统；误差；评估引言随着我国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system，BDS）正式宣布运行服务，加强高精度卫星导航应用基础设施建设已经引起国家的高度重视。
为确保北斗系统在各行业的高精应用，空间信号完好地监测作为其中的重要一环具有重要的研究意义。
空间信号完好性是空间信号提供导航信息正确性的标志，而空间信号完好性采用的技术指标是空间信号误差，精确评估卫星导航系统空间信号的精度和可靠性是保障系统稳定运行的关键。
在全球定位系统（global positioning system，GPS）中，空间信号误差被称为空间信号用户测距误差（user range error，URE），是指期望伪距和观测伪距的偏差，对GPS的空间信号误差进行了详细的研究。
针对BDS的空间信号误差，国内学者也进行了大量研究评估工作，但鲜有文献区分BDS和GPS空间信号误差计算差别，为此，本文就BDS的特性，介绍了北斗空间信号误差计算方法，从原理上区分了两者计算方法的不同，推导了相应的计算公式；然后顾及广播星历卫星钟差和轨道误差，对正式运行的BDS 空间信号误差进行了统计分析评估。
北斗卫星导航系统实时定轨与钟差处理策略
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２ ０ ０ ０年 Ｊ Ｐ Ｌ研制 的实 时 ＧＰ Ｓ卫 星定 轨 与 钟差 确 定 软件 Ｒ ＴＧ（ Ｒ ｅ ａ ｌ Ｔｉ ｍｅ Ｇ Ｉ Ｐ Ｓ Ｙ） ＿ ２ ］ ，基 于 美 国 ＮＡＳ Ａ 全球 ＧＰ Ｓ网络 （ ＧＧ Ｎ） ６ Ｏ个 左右 观测 站 的实 时数 据 ，可 以提 供 ＧＰ Ｓ卫 星准 实 时 与实 时精
始 提供 亚太 区域 服务 ，计 划到 ２ ０ ２ ０年 全球 卫星 星 座部 署 完 毕 ，开 始提 供 全 球 导航 定 位 服务 。为开
展 全球 范 围全球 卫星 导 航 系 统 （ ＧＮＳ Ｓ ） 开 放 服 务 的 监 测 评 估 ，２ ０ １ １年 ， 中 国在 Ｉ Ｃ Ｇ（ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ
与 动 力学模 型 、 实时轨道 与 实 时钟 差 处理 流 程 与评 估 方 法 。 尤其 对 于 实 时钟 差 ，为 了提 高 计 算效 率 ，联合使 用 两个独 立并行 的 线程 估 计 非差 绝 对钟 差和 历 元 间相 对 钟 差 。利 用 多模
全 球 卫 星 导 航 系统 试 验 （ Ｍ ＧＥＸ） 与 全 球 连 续 检 测 评 估 系统 （ ｉ ＧＭＡＳ） 实 测 数 据 进 行 了 北 斗 实
Ｃ ｏ ｍｍｉ ｔ ｔ ｅ ｅ ｏ ｎ Ｇ ＮＳ Ｓ ） 大会 上提 出 了建立 ｉ ＧＭＡＳ系统 的建 议 ＿ １ ］ 。经初 步 论 证 ，全 球 连续 监 测评 估
系 统包 括 ３ ０个全 球 跟踪 站 （ 国外 ２ １ 个 、国 内 ９个 ，大 部 分 支 持 四大 系 统 ） 、３个 数 据 中心 、８ 个 分
（ １北 京 航 天 飞 行 控 制 中 心 航 天 飞 行 动 力 学 技 术 重 点实 验 室 ，北 京 １ ０ ０ ０ ９ ４ ）
BDS-2BDS-3GPS精密单点定位精度分析
BDS-2/BDS-3/GPS 精密单点定位精度分析师思超1，武文锐1（1.山西华冶勘测工程技术有限公司，山西 太原 030000）摘 要：为进一步对比分析BDS-2、BDS-3、GPS 不同组合间的精密单点定位精度，选取了5个IGS 连续跟踪站连续7 d 的实测数据，分析了BDS-2、BDS-3、GPS 等7种不同情况下静态与动态精密单点定位精度。
经研究发现，当前BDS-2精密单点定位精度低于BDS-3低于GPS ，而BDS-2/BDS-3组合定位精度与GPS 相当，三者任意组合定位精度较任一单系统都有较明显提升。
其中BDS-2/BDS-3/GPS 组合定位精度最高，较BDS-2单系统定位精度提升在60%以上，较BDS-3单系统定位精度提升在50%以上，较GPS 单系统定位精度提升在40%以上。
关键词：BDS-2；BDS-3；GPS ；精密单点定位中图分类号：P228 文献标志码：B文章编号：1672-4623（2021）06-0068-04BDS 作为我国自主研发设计的国之重器，自20世 纪80年代提出建设构想以来，经历了30多年的建设，先后完成了北斗一号（BDS-1）和北斗二号（BDS-2） 的过渡[1-2]。
2020-06-23，北斗三号（BDS-3）最后一颗组网卫星发射成功，并且达到指定轨道，标志着我国北斗系统正式建成，将向全球用户提供高精度导航与定位服务。
BDS-3共由30颗卫星组成，卫星星座类型与BDS-2相同，其中3颗GEO 卫星、3颗IGSO 卫星、24颗MEO 卫星[3-4]。
在频率设计上，BDS-3保留了BDS-2卫星B1I 频率和B3I 频率的基础上，增加了B1C 频率和B2a 频率两个新频率，新频率的增加保证了BDS-3与其他卫星导航系统组合定位的兼容性[5-6]。
精密单点定位技术（PPP ）是利用单台接收机，根据精密钟差与星历产品，经过各项误差改正实现cm 级高精度定位[7-9]。
基于卫星星历的BDS卫星轨道插值与拟合方法研究及精度分析
摘要我国独立建设、自主发展的北斗卫星导航系统自从2012年底完成区域导航任务之后，它受到了人们越来越多的关注，在交通、金融、电力、农业、林业、公安、渔业等行业得到了广泛应用。
由卫星定位基本原理可知，获取卫星轨道坐标是完成用户端定位的基础和前提。
而卫星坐标常通过广播星历和精密星历获取。
基于广播星历进行实时定位时，往往需反复计算卫星位置和速度，这会占用较多内存和降低效率。
针对该问题，可将卫星星历拟合为一个时间多项式；精密星历提供的是精度较高的离散卫星坐标，而卫星定位数据处理中常需要更密集的卫星位置，为此可利用插值和拟合方法来求得任一时刻的卫星坐标。
本文分别深入研究了拉格朗日插值法、牛顿插值法、切比雪夫多项式拟合法、最小二乘多项式拟合法和广义延拓逼近法的基本原理、表达形式、求解过程，探究了它们在北斗卫星坐标插值拟合中的具体应用。
论文的主要工作内容和结论如下：(1) 对基于北斗卫星广播星历的卫星轨道拟合方法和拟合精度进行了研究分析。
研究了同一拟合时间间隔下不同阶数的拟合精度。
在同一拟合阶数下，切比雪夫拟合法和最小二乘拟合法具有基本相同的拟合精度；利用切比雪夫拟合法，研究了同一拟合阶数下不同时间间隔的拟合精度。
拟合时间间隔越短，一般拟合精度相对越高。
(2) 对北斗卫星精密星历插值方法和插值精度进行了研究分析。
进行不同插值阶数下的非滑动式插值精度分析。
拉格朗日插值法的插值精度要高于牛顿插值法；基于滑动式拉格朗日插值法，分析了不同插值阶数下的插值精度；利用拉格朗日插值法，对同一插值阶数下的非滑动式与滑动式插值精度进行对比分析。
滑动式插值法具有更高的插值精确度。
(3) 利用滑动式切比雪夫拟合法，对北斗卫星精密星历拟合精度进行了分析。
对同一拟合时段下的不同阶数的拟合精度进行了分析；然后对不同拟合时段下的最佳拟合阶数的精度进行对比分析。
随着拟合时段的增加，其最佳阶数下的拟合精度有所提高。
(4) 基于滑动式广义延拓逼近法，对三类卫星的精密星历内插精度进行了分析。
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两种预报轨道的BDS实时钟差估计与分析BDS（北斗导航系统）实时钟差估计与分析是为了准确测量卫星钟差并提供精确的定位服务。
实时钟差指的是卫星钟与参考钟之间的差异，而卫星的轨道可以分为两种类型：地球固定轨道和近地轨道。
下面将详细介绍这两种预报轨道的BDS实时钟差估计与分析。
一、地球固定轨道（GEO）
地球固定轨道是指卫星以地球为参考点进行轨道运动，其特点是卫星在地球上方固定的位置上运行。
BDS的GEO卫星有3颗，它们分别位于中国东部、中国中部和中国西部。
1.实时钟差估计
实时钟差估计对于BDS的GEO卫星来说是非常重要的，因为钟差会影响卫星信号的传播时间。
BDS通过地面站收集卫星信号，并将其与参考钟进行比较，从而计算卫星钟差。
实时钟差估计通常采用差分估计的方法，即将卫星钟差与参考钟的差异作为估计值。
2.实时钟差分析
实时钟差分析主要是对估计的实时钟差进行评估和分析，以确定其准确性和稳定性。
这一过程通常包括以下步骤：
-数据质量控制：对地面站收集的信号进行质量控制，如去除异常值和噪声干扰等。
-时钟比对：将卫星钟差与参考钟进行对比，计算其差异，并分析其变化趋势。
-判别算法：根据钟差的变化规律和误差范围，采用合适的算法对实
时钟差进行判别和修正。
-时钟状态估计：根据判别算法的结果，对卫星时钟的状态进行估计，包括稳定性、漂移等指标。
二、近地轨道（MEO）
近地轨道是指卫星以地球为参考点进行椭圆轨道运动，其特点是卫星
的轨道高度较低，运动速度较快。
BDS的MEO卫星有24颗，它们分布在6
个轨道平面上。
1.实时钟差估计
近地轨道的实时钟差估计相对复杂一些，主要是由于卫星的运动速度
快且轨道高度低，受大气延迟等因素的影响较大。
因此，实时钟差估计需
要考虑以下因素：
-大气延迟影响：根据大气数据和卫星信号传播模型，估计大气延迟
对钟差的影响，并进行补偿。
-卫星速度变化影响：根据卫星轨道运动模型，估计卫星速度变化对
钟差的影响，并进行修正。
-时钟漂移补偿：考虑卫星时钟的漂移率，对实时钟差估计值进行修正。
2.实时钟差分析
近地轨道的实时钟差分析主要是对估计的钟差进行准确性和稳定性的
评估。
-数据处理：对收集到的卫星信号数据进行处理，包括去噪、滤波等，以提高数据质量。
-时钟对齐：将卫星钟差与参考钟进行对齐，计算其差值，并进行误
差补偿。
-时钟状态估计：根据对齐后的数据，估计卫星时钟的状态指标，如
稳定性、漂移等。
-状态预测：根据估计的时钟状态，预测未来一段时间内的时钟差变
化趋势，以提供更准确的定位服务。
总结：
BDS实时钟差估计与分析对于提供精确的定位服务是非常关键的。
对
于地球固定轨道和近地轨道的卫星，实时钟差估计和分析的方法有所不同，但都需要考虑时钟漂移、大气延迟等因素，并通过数据处理和状态估计等
步骤来提高测量的准确性和稳定性。
这些工作的目的是为了保证BDS系统
能够提供准确可靠的定位服务，满足用户的需求。