BDS-2/BDS-3实时卫星钟差的性能分析
2021-03-01王浩浩黄观文付文举
王浩浩,黄观文,付文举,谢 威,曹 钰
(1. 长安大学 地质工程与测绘学院,西安 710054;2. 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉 430079)
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实时卫星轨道和实时钟差产品作为实时精密单点定位(real-time precise point positioning, RT-PPP)的先决条件,其时效性和精度决定了RT-PPP服务的性能[1]。在卫星导航定位领域,精确的位置测量实际上就是精确的时间测量[2]。由于星载原子钟极易受外界环境及本身物理特性的影响,很难通过数学模型对卫星钟差进行准确预报[3],因此必须利用地面跟踪站的实时观测数据进行卫星钟差的实时估计[4]。
中国自主研发、独立运行的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system, BDS)于2020年全面完成北斗三号(BDS with global coverage,BDS-3)全球组网,BDS-3实时高精度服务性能必将受到全球关注。目前已有部分学者对BDS-3精密定轨和钟差产品展开相关研究。文献[5]研究结果表明,BDS-3卫星定轨重叠弧段的3维均方根值(root mean square, RMS)小于10 cm,精密定轨精度优于北斗卫星导航(区域)系统即北斗二号(BeiDou navigation satellite(regional) system,BDS-2)。文献[6]基于事后精密轨道和钟差产品,进行BDS-2与BDS-3联合静态PPP,在东(E)方向、北(N)方向、高程(U)方向的定位精度分别
式中:PC、LC分别表示伪距和载波;r、s分别表示测站和卫星;vLC、vPC为无电离层组合载波和伪距的残差;为接收机和卫星钟差;dtrop和Mr分别表示对流层天顶延迟及其投影函数;为吸收了接收机端和卫星端伪距和相位的硬件延迟后的模糊度参数;λIF为无电离层组合的波长分别为星站间几何距离与LC、PC为10.7、19.5、20.4 mm;加入BDS-3卫星后,3个方向的收敛时间相对于BDS-2分别提升了27.15%、27.87%、35.76%。文献[7]进行的BDS-3实时静态PPP,其结果在N方向基本优于1 cm,E方向及U方向为1~4 cm,水平和高程方向相较于BDS-2分别提升50.23%、60.24%。……
