北斗系统混合星座对DOP值和RDOP值的影响分析

陈正坤,刘文祥,苏映雪,王飞雪

(国防科学技术大学电子科学与工程学院卫星导航定位技术工程研究中心,长沙,410073)

摘要：分析了GPS和北斗区域系统在(55°S~55°N,55°E~180°E)区域内DOP值和RDOP值的分布特点,探讨了可见卫星数、基准卫星变化、基线长度和基线方向对两类精度因子值一致性的影响关系。实验结果表明:北斗系统在中长基线相对定位中应使用RDOP值进行预报和精度分析。

关键词：北斗系统;混合星座;DOP值;RDOP值

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.05.002

中图分类号：P228.4

文献标志码：A

文章编号：1008-9268(2015)05-0007-07

收稿日期：2015-06-12

作者简介

Abstract:This paper analyzes the distribution features of GPS and BDS DOP and RDOP within the region (55°S~55°N,55°E~180°E), and discusses the influence for the consistency of double precision factor with the number of visible satellites, the changes of reference satellite, the baseline direction and baseline length. The experiment results show that it should use the RDOP to forecast and analysis the long baseline relative positioning with BDS.

0引言

在导航学中用于定位精度分析的指标主要有:精度因子(DOP)和相对精度因子(RDOP),其值的大小主要取决于卫星星座相对于用户的空间分布[1]。北斗系统选择独特的混合星座设计方案,其卫星星座中除了中圆地球轨道(MEO)卫星,还包含地球静止轨道(GEO)卫星和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星[2],混合星座下的卫星空间分布会影响DOP值和RDOP值的变化,从而影响北斗系统定位精度的分析。

已有研究中,文献[3-4]推导了GPS中DOP值与RDOP值的数学公式,得到了两类精度因子值的相互关系;文献[5]仿真分析了南亚地区GPS和Galileo系统的DOP值,得出未来Galileo系统的定位精度较GPS更优;文献[6]提出了在混合星座导航系统中,使用测距误差加权几何精度因子能更准确地评估定位精度;但是目前对北斗系统DOP值和RDOP值分布特点及其一致性关系的研究较少。本文通过推导单点定位和相对定位精度因子值的表达式,结合混合星座的卫星空间分布特点,并利用实测数据分析GPS和北斗系统DOP值和RDOP值在(55°S~55°N,55°E~180°E)区域内的分布规律,最后探讨了两类精度因子值一致性