切比雪夫多项式在GLONASS广播星历中的应用
2021-03-01寇瑞雄杨树文化希瑞
寇瑞雄,杨树文,化希瑞
(兰州交通大学 测绘与地理信息学院/地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心/甘肃省地理国情监测工程实验室,兰州 730070)
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格洛纳斯卫星导航系统(global navigation satellite system, GLONASS)于1996年初卫星组网成功并正式投入运行,2003年,俄罗斯政府启动GLONASS现代化工作,2010年重新建成了24颗卫星组成的星座,2015年发射新卫星并改善了各系统的性能[1]。俄罗斯航天局计划在2019—2033年间,发射46颗不同型号的导航卫星[2],并于2019年5月27日成功发射了一颗“GLONASS-M”导航卫星[3],因此,需要持续关注GLONASS的发展状况。实时导航定位需要用广播星历计算卫星位置,但GLONASS计算卫星位置时,需要以参考时刻为中心向前、向后积分并不断迭代[4],这样会消耗较长时间和占用较多内存空间,影响计算效率。为此,可用1个时间多项式来表示卫星星历,计算卫星位置时只需调用多项式系数,这样能提高运算效率[1]。
当前研究全球定位系统(global positioning system, GPS)和北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system, BDS)广播星历拟合的文献较多[5-9],且BDS和GPS使用广播星历计算卫星坐标都采用16参数模型[10],而GLONASS广播星历计算卫星坐标是通过二次积分且不断迭代的方法,与GPS和BDS所用方法完全不同,导致GLONASS广播星历拟合存在差异。文献[11-12]只对GLONASS卫星广播星历的精度进行了分析;文献[13]分析了GLONASS广播星历和GPS广播星历的精度,使用拉格朗日插值法对GLONASS广播星历进行插值分析。但拉格朗日插值法在对离散数据进行插值时,随着阶数的增高会出现明显的“龙格”现象,影响插值精度。本文研究切比雪夫多项式拟合法对GLONASS卫星坐标拟合精度的影响。……
