李 显，吴美平，张开东，曹聚亮，黄杨明

国防科学技术大学 机电工程与自动化学院，湖南 长沙 410073

1 引 言

进入21世纪以来，卫星导航定位技术得以迅速发展。美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的BeiDou等作为GNSS的主要成员，在导航定位领域发挥着越来越重要的作用，就单独系统而言，GPS、Galileo、GLONASS属于全球定位系统，为保证全球对地覆盖性能，其导航卫星被均匀地布设在几个近圆的中高轨道（medium earth orbit，MEO）面内。而北斗系统二期将在2012年建成区域卫星导航系统，其空间星座包括5颗对地静止轨道（geostationary earth orbit，GEO）卫星、4颗MEO卫星和5颗倾斜地球 同 步 轨 道 （inclined geosynchronous orbit，IGSO）卫星［1－2］，因此也被称为混合星座卫星导航系统。

除了确定用户位置以外，利用GNSS确定用户的速度和加速度也有重要的应用需求。例如在航空重力测量中，为确定航空载体所在空间位置的重力异常信息，需利用GNSS以mGal（1mGal＝1×10－5m／s2）级精度确定载体的运动加 速度［3－5］；在强实时应用领域中，如运动状态监测［6］、自动刹车系统［7］等，则需要以高采样率计算载体的运动状态信息，因此对计算的实时性有较高的要求。这些应用均需求解导航卫星的在轨速度和加速度。作为GNSS的空间基准，导航卫星速度和加速度的计算精度直接影响最终解算结果，因此需对其计算方法和误差特性进行深入地分析。

导航卫星的在轨状态可由广播星历或精密星历进行描述。广播星历事先计算，用户可实时获取，实时性强，但目前的精度约为3m左右［8］；精密星历由IGS（International GNSS Service）等机构滞后发布，但可达优于5cm的精度［9］。目前常见的广播星历类型包括Kepler根数型、GEO型和位置速度型。……