载波相位平滑伪距算法研究与精度分析
2013-09-25隋叶叶杨小江
电子设计工程 2013年8期
隋叶叶,杨小江,柳 涛
(航天恒星科技有限公司 北京 100086)
伪距定位法是指利用伪距及广播星历的卫星轨道参数和卫星钟差改正进行的定位。由于卫星时钟误差一般为3 m左右,均方差约为2 m,伪距观测噪声为30 cm,广播星历的轨道精度为m级,卫星钟差的改正精度为几十纳秒,因此在高动态条件下,单点定位的坐标分量精度通常在10 m左右。而结合伪距确定周整模糊度的非差精密单点定位的精度可达2 cm[1-5],但是由于载波相位存在周整模糊度问题,因此实现较为复杂。而载波相位平滑伪距将伪距无周整模糊度与载波相位观测量高精度的特点相结合进行单点定位,能够有效提高伪距精度,且实现方法简单,更加适合在空间飞行器上使用。
文中提出一种基于载波差量进行周跳探测的方法,根据卫星、飞船的轨道特点,选择合理的伪距/平滑伪距解算切换策略与周跳处理方式,并对参数的确定进行仿真分析,解算出航天器的位置信息。该方法实现简单,并能够可靠地检测周跳,保证定位结果的平滑并有效提高定位精度。
1 定位精度影响因素分析
由GPS确定的位置、时间解的精度最终表示为几何因子和伪距误差因子之积。粗略地讲,GPS解的误差用下式来估计[6]:
(GPS解的误差)=(几何因子)×(伪距误差因子)在适当的假设条件下,伪距误差因子就是伪距值的实际精度。而几何因子表示卫星/用户的相对几何布局对GPS解的误差的复合影响,一般地,将它称做与卫星/用户几何布局相关联的几何精度因子。……
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