北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析
基于北斗兼容型多模卫星导航芯片的高精度定位算法研究
基于北斗兼容型多模卫星导航芯片的高精度定位算法研究高精度定位算法是基于北斗兼容型多模卫星导航芯片的研究领域之一，旨在实现更准确、可靠的位置信息获取。
本文将对基于北斗兼容型多模卫星导航芯片的高精度定位算法进行深入研究，并探讨其关键技术和应用前景。
一、介绍高精度定位算法是卫星导航系统中的重要组成部分，具有广泛的应用前景，包括车辆导航、航空航天、地质勘探等领域。
北斗兼容型多模卫星导航芯片集成了多种卫星导航系统的接收能力，包括北斗、GPS和GLONASS等。
基于北斗兼容型多模卫星导航芯片的高精度定位算法可以利用不同导航系统的信号，提高位置测量精度和可用性。
二、基本原理基于北斗兼容型多模卫星导航芯片的高精度定位算法主要依靠三角定位原理进行位置估计。
通过接收多颗卫星发射的信号，测量信号传输时间以及卫星位置等参数，通过计算和比较得到用户所在位置。
高精度定位算法的关键是如何准确测量信号传输时间和卫星位置，进而提高定位的精度。
三、关键技术1. 多模导航信号处理技术：利用北斗兼容型多模卫星导航芯片的多模接收功能，可以最大化地提取不同导航系统的信号，并进行有效的信号处理。
这需要对不同导航系统的信号特性进行深入研究和分析，设计合适的信号处理算法。
2. 多普勒频移补偿技术：多普勒效应是由于卫星和接收机相对运动而引起的信号频率变化。
对于高速移动或快速转弯的应用场景，多普勒频移会严重影响卫星信号的接收质量和测距精度。
因此，需要开发相应的多普勒频移补偿算法，减小多普勒效应对定位精度的影响。
3. 码相位差分技术：码相位差分技术是提高定位测量精度的重要手段。
通过测量接收机接收到的信号与卫星发射的信号之间的码相位差，可以消除多路径干扰、钟差误差等因素对定位精度的影响，从而提高位置测量的准确性。
4. 多天线阵列技术：多天线阵列技术是基于北斗兼容型多模卫星导航芯片的高精度定位算法的另一个关键技术。
通过利用多个接收天线接收信号，并进行合理的信号处理和融合，可以提高信号接收的灵敏度和定位精度。
北斗卫星定位导航系统ppt课件
北斗一代
• 中国北斗导航卫星进行防震试验 • 北斗一代（BD-1）系统介绍： • “北斗一号”卫星导航定位系统是我国独立自主研制的第一代卫星导 航定位系统，是一种新型、全天候、较高精度、区域性（中国境内） 的卫星导航定位系统，具有快速定位（导航）、双向简短报文通信和 定时三大功能，目前已经正式投入运行，这标志着该系统进入了实际 应用阶段。 • 该系统由四颗静止卫星组成，其轨位分别是： 80E；110．5E，140E， 86°E • 导航定位使用频段是： 1610---1626．5MHz （L频段，上行链路） • 2483．5---2500MHz （S频段，下行链路） • 目前在国际电联的公布资料是：CHINASAT-31/32/33。
北斗卫星定位系统构成
• 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：两颗地球 静止轨道卫星、地面中心站、用户终端。北斗卫 星导航定位系统的基本工作原理是“双星定位”： 以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心，各以测定的卫 星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户 终端将位于这2个球面交线的圆弧上。地面中心站 配有电子高程地图，提供一个以地心为球心、以 球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数 学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户 的位置。
北斗系统四大功能
• 北斗系统四大功能 • 短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通 信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文 信息。 • 精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用 户提供20ns-100ns时间同步精度。 • 定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后 为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。 • 系统容纳的最大用户数：每小时540000户。
北斗卫星定位导航系统教学
北斗卫星定位导航系统概述
北斗接收机动态定位精度测试与分析
北斗接收机动态定位精度测试与分析摘要：北斗卫星导航系统属于无源定位系统，北斗接收机最为该系统的重要组成部分，主要负责对卫星信号的跟踪、观测量的提取和定位结算，其动态定位精度直接影响了接收的性能。
基于此，本论文对北斗接收机动态定位的精度测试方式进行了详细的研究和分析。
关键词：北斗接收机；动态定位；精度测试一、北斗卫星导航系统与北斗接收机1、北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统，简称北斗系统，是我国拥有自主知识产权的卫星导航系统。
北斗系统与美国的GPS、欧盟的Galileo系统基本相似，属于卫星无线电导航服务，可具有高精度、高可靠定位，以及导航和授时服务的功能，是国家经济发展、社会发展和国家安全建设中不可或缺的一项空间信息基础设施。
北斗系统在建设的过程中，选择了“先区域、后全球”的“三步走”战略。
第一步，在2000年，将北斗系统的实验系统初步建设成功；第二步，即在2012年，完成北斗系统对中国、以及中国周边地区的服务建设；第三部，即2020年全面建成北斗卫星导航系统。
截止到2012年12月28日，该系统已经开始向亚太区域提供服务。
北斗系统在定位精度上，无论是水平精度，还是高程精度，均已达到了10米，并且测速精度已经达到0.2米/秒，授时精度为单向50纳秒[1]。
目前，北斗卫星导航系统的服务性能已经基本与GPS保持相当的水平，完全可以独立提供导航、定位、授时等服务。
2、北斗接收机北斗卫星导航系统主要包括空间段、运行与控制段、用户段三部分组成。
该系统在具体运行的过程中，空间段的卫星负责向地面发射导航信号，地面监控部位接收到空间段发射的导航信号之后，并据此对卫星运行轨道进行确定，之后将卫星轨道信息注入卫星，卫生则在下行频点上对其运行的信息进行转播；最后用户设备通过对卫星信号的接受，获得相关的参数，并对用户与卫星之间的距离信息进行推算，进而将用户的空间位置信息进行精准确定。
北斗接收机正是位于该系统用户段上，主要由接收天线、射频前端、数字基带信号处理、导航解算四个部分构成。
中国北斗卫星定位导航系统科普
中国北斗卫星定位导航系统科普中国北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System, BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。
是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLODASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
2017年11月5日，中国第三代导航卫星顺利升空，它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统。
几种卫星导航系统各有特色：1.美国GPS最早投入使用，定位精度最高；2.俄罗斯格洛纳斯号称抗干扰能力最强；3.欧洲伽利略号称系统最精密；4.北斗是唯一可以发短信聊天的；北斗卫星的三步走规划：注：定位终端需发射信号的为有源定位，不发信号仅靠接收信号就能定位的为无源定位。
北斗一号篇上世纪90年代，美国GPS在海湾战争中的成功使用，坚定了我国建设自主卫星导航系统的决心。
我国选择了“863计划”倡导者陈芳允院士提出的双星定位原理系统，也就是我们现在所熟知的“有源定位”，也叫作RDSS(Radio Determination Satellite Service)，该系统只需两颗卫星和地面高程数据库就能实现我国及周边地区定位。
系统组成：空间段：由3颗地球静止轨道卫星组成，两颗工作卫星定位于东经80°和140°赤道上空，另有一颗位于东经110.5°的备份卫星，可在某工作卫星失效时予以接替。
地面段：由中心控制系统和标校系统组成。
中心控制系统主要用于卫星轨道的确定、电离层校正、用户位置确定、用户短报文信息交换等。
标校系统可提供距离观测量和校正参数。
用户段：用户的终端。
工作原理：第一步：由地面中心站向位于同步轨道的两颗卫星发射测距信号，卫星分别接到信号后进行放大，然后向服务区转播；第二步：位于服务区的用户集在接收到卫星转发的测距信号后，立即发出应答信号，经过卫星中转，传送到中心站；第三步：中心站在接收到经卫星中转的应答信号后，根据信号的时间延迟，计算出测距信号经过中心站——卫星——用户机——卫星——中心站的传递时间，并由此得出中心站——卫星——用户机的距离，由于中心站——卫星的距离已知，由此可得出用户机与卫星的距离。
卫星导航系统原理与精度分析
卫星导航系统原理与精度分析在现代科技日益发展的背景下，卫星导航系统已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
它通过利用一组卫星来提供全球定位系统，为我们提供了精准的时间、位置和导航信息。
本文将介绍卫星导航系统的原理以及对其精度进行分析。
一、卫星导航系统原理卫星导航系统的原理基于三个基本组成部分：卫星，地面控制中心和用户设备。
首先，一组卫星被分布在地球轨道上，它们的运动轨迹和精确位置数据被地面控制中心实时监测和管理。
卫星通过发射无线电信号向用户设备发送时间和位置信息。
卫星导航系统中最重要的是通过三角定位法来确定用户设备的位置。
每个卫星发射的信号都包含时间信息，用户设备使用接收到的信号来计算距离。
至少需要三个卫星的信号来进行三角定位，通过与卫星之间的距离计算出用户设备所在的位置。
由于卫星和用户设备之间的信号传播是以光速进行的，所以精确的时间同步是卫星导航系统的关键。
二、卫星导航系统精度分析卫星导航系统的精度是指该系统对用户位置和时间的测量误差。
在实际应用中，由于各种因素的干扰，导航系统的精度可能会受到一定的影响。
以下是一些常见的影响导航系统精度的因素：1.卫星位置误差：卫星的精确位置是进行测量的基础。
如果卫星的位置有误差，将导致用户位置的计算也存在一定的误差。
2.信号传播误差：卫星信号在传播过程中遇到大气层等因素的影响，从而导致信号传播路径的延迟和改变。
这些误差将进一步影响用户位置的测量精度。
3.多径效应：多径效应指卫星信号在传播过程中遇到障碍物反射后，形成额外的到达路径。
当用户设备同时接收到主要信号和反射信号时，会引起测量的误差。
4.钟差误差：卫星和用户设备的时钟可能存在一定的误差，这将直接影响到用户位置和时间的计算。
为了提高卫星导航系统的精度，科学家和工程师们采取了许多方法和技术，包括以下几个方面：1.差分定位法：差分定位法通过同时接收基准站和用户设备的信号，通过比较基准站和用户设备之间的差异来消除一些误差，从而提高精度。
卫星导航系统的精度与可靠性分析
卫星导航系统的精度与可靠性分析一、引言卫星导航系统是一种利用卫星定位和导航技术，为用户提供全球、全天候的导航定位服务的系统。
它已广泛应用于航空、航海、交通、军事、测绘、地理信息等领域。
然而，对于卫星导航系统的精度和可靠性，人们仍有许多关注和疑虑。
本文将对卫星导航系统的精度与可靠性进行分析，旨在揭示其优势和劣势，为系统的继续改进和应用提供参考。
二、精度分析1. 原理概述卫星导航系统通过使用多颗卫星在空间中定位，利用接收机接收卫星信号，通过信号传输和计算处理，实现对用户位置的精确定位。
精度是衡量导航系统定位结果与真实位置差距的参数，精度越高，定位结果与真实位置的差距越小。
2. 精度的影响因素卫星导航系统的精度受多个因素影响，主要包括：卫星数量和分布、接收机性能、大气条件、信号传播路径、多路径干扰、时钟偏差等。
其中，卫星数量和分布、接收机性能是最主要的影响因素。
3. 精度评估方法评估卫星导航系统的精度常采用接收机独立定位精度和差分定位精度。
接收机独立定位精度是指在没有差分修正的情况下，通过单个接收机接收卫星信号进行定位所得到的定位误差；差分定位精度是指在接收机接收卫星信号并经过差分修正后所得到的定位误差。
4. 精度改进措施为提高卫星导航系统的精度，可采取的措施包括增加卫星数量和改进卫星分布、改善接收机性能、使用精密的计算模型和算法、加强大气条件的修正等。
此外，差分定位技术和增强型卫星导航系统（如北斗二代）也能有效提高精度。
三、可靠性分析1. 可靠性概述卫星导航系统的可靠性是指系统在给定的时间和环境条件下能够正常工作的能力。
可靠性是卫星导航系统是否能持续并稳定地提供导航定位服务的重要指标。
2. 可靠性的影响因素卫星导航系统的可靠性受多个因素影响，主要包括：卫星运行状态、接收机工作状态、地面控制系统运行状态、信号传播环境等。
其中，卫星运行状态和接收机工作状态是最主要的影响因素。
3. 可靠性评估方法评估卫星导航系统的可靠性常采用故障树分析、可用性分析和失效模式与影响分析（FMEA）等方法。
北斗定位精度测试标准
北斗定位精度测试标准
北斗卫星导航系统定位精度测试标准如下：
1. 空间信号精度：优于0.5米。
2. 全球定位精度：优于10米。
3. 测速精度：优于0.2米/秒。
4. 授时精度：优于20纳秒。
5. 亚太地区定位精度：优于5米。
6. 测速精度：优于0.1米/秒。
7. 授时精度：优于10纳秒。
这些标准确保了北斗卫星导航系统的高精度、高可靠性和高可用性，为用户提供了全面而高效的位置服务。
如需了解更多与北斗定位精度测试标准相关的信息，建议查阅中国卫星导航系统管理办公室发布的《北斗卫星导航系统建设与发展》等文件，或咨询相关专家。
卫星导航系统的精度分析
卫星导航系统的精度分析第一章引言随着全球定位系统（GPS）等卫星导航系统的广泛应用，对卫星导航系统的精度分析变得越来越重要。
卫星导航系统的精度分析是指对卫星导航系统的精度进行评估和分析，以确定该系统的实际精度和误差范围。
本文旨在介绍卫星导航系统的精度分析方法和相关参数，并探讨卫星导航系统的常见误差源。
第二章卫星导航系统的精度分析方法2.1 传统方法传统方法是指使用在地面上部署的控制点和接收设备对卫星导航系统精度进行分析，这种方法被称为“控制点法”或“实地法”。
这种方法需要部署大量的控制点和接收设备，成本和时间都非常高昂，这是目前公认的最为费时和费用昂贵的方法之一。
2.2 相对定位法相对定位法是指对两个或多个接收器进行测量，以确定其位置差异和误差。
这种方法可以有效地评估卫星导航系统的精度，但需要相反位置的接收器进行操作，增加了部署和测试的复杂性。
2.3 绝对定位法绝对定位法使用计算机模型和算法来评估卫星导航系统的精度。
这种方法的优点在于，它不需要部署大量的控制点和接收器，就可以评估系统的精度。
然而，这种方法的精度还取决于模型的准确性和算法的正确性。
第三章卫星导航系统的相关参数3.1 几何精度几何精度是指卫星位置和接收器位置之间的差异。
它根据卫星的位置，接收器的位置和其它相关参数计算得出，在实践中，几何精度通常从卫星导航系统的控制台和用户界面中得到。
3.2 时钟精度时钟精度是指在卫星导航系统中，卫星和接收器之间的时间差异。
这是由卫星和接收器内部的时钟不同步引起的，因此需要在计算过程中进行纠正。
时钟精度对卫星导航系统的定位精度影响较大。
3.3 过滤效果过滤效果是指接收器的滤波器根据自身工作，来通过过滤掉干扰并减少误差。
这是卫星导航系统中精度评估中一个重要的参数，可以通过选择特定的接收器来优化系统的精度。
3.4 信噪比信噪比是指信号和噪声的比率。
接收器的信噪比关系到接收器的灵敏度和系统的优化。
信噪比是影响系统精度的另一个重要参数。
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北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析3赵树强,许爱华,张荣之,郭小红(西安卫星测控中心,陕西西安710043)摘要:针对我国建立的北斗一号导航定位系统,介绍了该系统的定位原理,给出了基于北斗双星和三星定位算法的模型,进行了实测数据的解算,分析了星历误差、信号传播误差和接收机钟差等误差对定位精度的影响,计算结果表明该算法简单、实用,可满足中高精度的导航定位用户需求,对二代导航系统定位数据处理和精度分析具有参考价值。
统系统,是我国自行研制、(RDSS ,Radio Determination Satellite Service) ,能为用户提供快速定位、简单数字报文通信及高精度授时服务的全天候、区域性的卫星导航定位系统。
在2000年10月31日和12月21日发射了两颗“北斗导航试验卫星”,具备了双星定位的功能。
关键词:北斗一号卫星;定位算法;定位误差;精度分析北斗一号卫星导航定位系统又称为双星定位建立的一种区域性定位系中图分类号: P207文献标识码:A文章编号:1008 -9268 (2008) 01 -0020 -051.引言是待测站。
但是,地球表面不是一个规则椭球面,即用户一般不在参考椭球面上,要唯一确定待测站“北斗一号”卫星导航定位系统是有源的,需要和“北斗”定位总站即中心站建立联系才能定位,因此存在着系统用户数量易饱和以及定位速度慢等方面的缺点。
2003年5月25日我国将第三颗“北斗一号”备份卫星送入太空,这使得我国“北斗一号”系统具备了无源定位的功能。
针对北斗双星有源定位和三星无源定位的算法与定位精度进行研究。
2.北斗一号卫星导航系统定位原理3.1双星定位原理以两颗卫星为球心,以卫星到待测站的距离为半径分别作两个球。
因为两颗卫星在轨道上的弧度距离为60°,即两颗卫星的直线距离约为42000km之间,这一直线距离小于卫星到观测站的两个距离之和(约为72000km) ,所以两个大球必定相交。
它们的相交线为一大圆,称之为交线圆。
由于同步卫星轨道面与赤道面重合,因此,通过远离赤道的地面点的交线圆必定垂直穿过赤道面,在地球南北两半球各有一个交点,其中一个就收稿日期:2007210205·20 ·三维坐标,还必须事先给定待测站地面点的大地高,才能唯一地确定待测站,如图1所示。
图1.双星定位原理示意图当交线圆与地球表面垂直相交,交会出的测站唯一,定位精度高;当交线圆与地球表面缓慢相交,交会出的测站纬度值将会有很大的误差,定位精度差。
由于地形的复杂性,即使在中纬度地区山区也可能产生交线圆与地球表面缓慢相交,这些地区称为双星定位的“模糊区”。
另外,因为地球同步卫星只能覆盖南北纬之间的区域,所以81°以上区域是双星定位的“盲区”。
盲区和模糊区的存在是双星定位几何上的弱点。
2.2三星定位原理在双星有源定位系统的基础上,利用一颗备份卫星可实现三星无源定位。
三颗同步卫星同时向用户发送导航电文,用户接收机则像GPS用户接GNSS World of China/ 2008. 1( xk0 , yk0 , zk0 )值代替,得出( xk0 , yk0 , zk0 )值代替,得出收机那样处理发自这三颗卫星的导航电文,再结合用户自带气压高度表提供的高度信息即可自行解算出用户的位置,并可使双星定位的两大缺点得到克服,因而具有较高的经济和军事价值。
3.双星、三星导航定位系统的定位算法北斗一号卫星导航定位系统的定位过程是: ①地面中心对其中一颗卫星连续发射X波段或C波段的载波,载波上的数据流含有测距信号、地址电文、时间码等,被称为询问脉冲束或询问信号;②询问信号经卫星变频、放大、转发到测站;③测站接收询问信号,并注入必要信息,再变频、放大、向东星、西星或备份星发射电文作为应答信号;④东星、西星或备份星收到应答电文,并再变频、放大、转发到地面中心;⑤地面中心站处理接收到的应答电文,得到测站坐标或交换电报信息;⑥最后,中心站再经卫星把处理后的信息送给测站,测站收到所需信息显示或输出。
因此,北斗卫星观测方程为:s1 =2 (ρ1+ R01 )s2=ρ1+ R01 +ρ2+ R02(1)s3=ρ1+ R01 +ρ3+ R03其中,s1、s2、s3分别为目标至东星、西星、备份星至定位总站的观测量距离和;ρ1、ρ2、ρ3分别为目标至东星、西星、备份星的伪距;R01、R02、R03分别为定位总站至东星、西星、备份星的距离。
4.1系统观测方程5.1. 1卫星伪距观测方程由于北斗卫星到定位总站的距离已知,因此参照文献[1]～[3] ,北斗卫星伪距观测方程可以写为:ρkj(tk) = Rjk+cδtk +δρjk+ν,j= 1 ,2 (双星定位)(2)j= 1 ,2 ,3 (三星定位)其中, Rjk= [( xj -xk) 2+ (yj -yk) 2+ (zjzk) 2 ]1/ 2 ,为接收机天线相位中心至卫星Sj的几何jjj距离;(x ,y,z j)为卫星信号发射时刻t卫星坐标,可以根据卫星广播电文得到; tj = tk -Rjk/ c为卫星发射信号时刻;(xk ,yk ,z k)为接收机tk时刻天线相位中心坐标;δtk为tk时刻接收机时钟误差;δρjk为电波传播误差改正数,可根据卫星广播电文给定的模型和参数计算;ν为观测随机误差。
6.1. 2高程观测方程根据文献[4] ,气压测高方程可写为:2008. 1/全球定位系统[x2k + y 2k + (zk + N ke 2 sinB k) 2 ]1/ 2-Nk -Hk +ν= 0 (3)其中, Hk为tk时刻接收机天线相位中心的大地高, Hk = hk +ξk , hk为气压测高数据,ξ为高程k异常;N K为tk时刻接收机天线相位中心的卯酉圈曲率半径,N K = a/ 1-e 2 sin2 Bk,a为地球椭球长半轴;B k为tk时刻接收机天线相位中心的大地纬度;e为地球椭球偏心率,e 2= (a 2-b2 )/ a2 ,b为地球椭球短半轴。
7.2观测方程线性化以上建立的观测方程都是非线性方程,无法采用一般的最优估计方法,如最小二乘法或卡尔曼滤波法等进行参数估计,所以必须进行线性化。
在概略坐标( xk0 ,yk0 ,z k0)附近进行泰勒级数展开,其中ljk+ mδyk + njk-Rjk+ρ-δtk ρ=νδxkjkδzk 0jkc-δjklHkδxk + m Hkδyk + nHkδzk -Hk0+ Hk =ν(4)(δxk ,δyk ,δzk )为坐标改正数。
令LjRjj jk = k0-ρk +δρk(5)L Hk= Hk0-Hk则(4)式可写为:jjlj δyk δtk Ljkδxk +mk+nkδzk-c-k= ν(6)lH HHLHkδxk +m kδyk +nkδzk-k= ν上式中,jjx -xk0 jy -yk0ljk = ;mk = ;Rj Rjk0 k0jz -zk0 xk0nkj = ; l kH = ;Rj RHk0 k0H yk0 H zk0mk = ; nk = ;RH RHk0 k0Hk0= [x2k0+ y 2k0+ (zk0+ N Ke 2 sinB k) 2 ]1/ 2-N K,其中,]1/ 2Rjk0= [x j -xk0 ) 2+ (yj -yk0 ) 2+ (zj -zk0 ) 2]1/ 2RkH0= [x2k0+ y 2k0+ (zk0+ N Ke 2 sinB k) 2(7)观测方程(6)写成矩阵形式为:A X-L=V (8)依据最小二乘法则有:X= (AT A) -1AT L (9)其中, X = (δxk ,δyk ,δzk,b0 )为待求参数矢量,b0= cδtk , A为观测方程系数矩阵。
因此,可求得tk时刻接收机位置坐标X (xk ,·21 ·yk ,zk) :xk =xk0 +δxkyk =yk0 +δyk (10) zk =zk0 +δzk需要注意的是,在计算tk时刻接收机位置坐标( xk , yk , z k)时,应采用迭代方法计算,用新得到的X取代X 0作初值,重复上述过程,计算新的接收机位置X,直到δx 2+δy 2+δz 2<ε为止。
ε为k kk给定的门限值,一般可取ε=10 -3。
8.定位精度分析采用北斗一号卫星导航定位系统标校站测量数据,经各种误差修正后,分别解算出7月6日时～7月7日0时某标校站双星、三星定位结果,与标校站精确的大地测量成果进行比对,具体情况见图2～图7。
从图2～图5可以看出,双星和三星定位结果间, Y方向之差在-15～25m之间, Z方向之差在与标准坐标相比较, X方向之差在-25～10m之-25～15m之间;双星定位结果的随机差较小,但·22 ·GNSS World of China/ 2008. 1存在一定的系统差,三星定位结果与标准坐标相比趋势比较平稳,系统差较小,但随机差较大;三星定位接收机等效时钟偏差在50～80m之间,平均68m。
从图6～图7可以看出,双星和三星定位结果与标准坐标相比较,纬度方向之差在-1～0. 5角秒之间,经度方向之差在-0.6～0. 8角秒之间;从图6纬度曲线可以明显看出,双星定位结果系统差较大,随机差较小,而三星定位结果随机差较大,系统差较小。
以上误差产生的原因是多方面的,但影响定位精度的误差主要包括以下几个方面:①卫星星历误差,包括卫星钟差;②信号传播误差,包括电离层、对流层误差,多路径效应误差;③接收机误差,包括观测值噪声、接收机钟差及设备延迟误差等。
(1)星历误差。
北斗卫星导航电文中的广播星历是一种外推的预报星历。
由于卫星在实际运行中受多种摄动力的复杂影响,故预报星历必然有误差,视为星历误差,也称轨道误差。
北斗测量定位是以卫星位置作为己知的基准值,来确定待定点的位置,因此,广播星历的误差严重地影响定位精度。
jj j根据观测方程式,当卫星坐标( x ,y ,z j)有(δx,δyj ,δzj)的误差时,将引起的距离误差为δρji=δxj δiy ;现设卫星坐标的均方差为lji+ mjj+ nδijjz2008. 1/全球定位系统σxj , σyj , σzj ,则引起距离的均方差为σρji =σ+ (mσyj σzj xj(ljixj) 2 ji) 2+ ( nji) 2 ;若近似认为σ≈σyj ≈σzj ≈σj,则因( lij) 2+ ( mji) 2+ ( nji) 2 =1 ,可得到σρji =σj。
由此可知,卫星坐标误差引起的距离误差约等于卫星各坐标的误差的平均值。
如各坐标均方误差为10～20m ,就会引起定位距离误差10～20m。