北斗三号卫星多频多通道差分码偏差估计与分析
2021-04-28邓远帆张小红刘万科
邓远帆,郭 斐,张小红,刘万科
武汉大学测绘学院, 湖北 武汉 430079
GNSS导航信号差分码偏差(differential code bias,DCB)是指由于硬件延迟导致同一时刻不同频率或同一频率上不同测码信号之间的时延差异,包括卫星端差分码偏差和接收机端差分码偏差[1]。差分码偏差是影响电离层总电子含量(total electron content,TEC)监测和建模的主要误差源[2-4],忽略卫星和接收机DCB会导致TEC计算误差达到数十个纳秒[4-5]。差分码偏差也直接影响利用伪距进行导航定位与授时的精度,其误差可达数米[6-8]。因此,在电离层延迟估计与建模、导航定位与授时等应用中必须准确分离卫星和接收机DCB。自1998年以来,国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)启动了电离层工作组,将GPS卫星DCB作为其电离层模型的副产品。从2003年起,IGS分析中心开始提供GLONASS卫星的DCB[9]。文献[10—12]基于GPS观测数据对GPS卫星和接收机的DCB参数进行了一系列的研究,解算结果与IGS发布的结果差异为亚纳秒级。近年来,随着我国北斗卫星导航系统的发展,文献[3]提出采用“两步法”,利用区域电离层模型通过较少的跟踪站即可精确估计北斗二号卫星的DCB。在此基础上,文献[13]在MGEX框架(multi-GNSS experiment,MGEX)下实现了多模GNSS的差分码偏差估计,取得了与欧洲定轨中心(Centre for Orbit Determination in Europe,CODE)、德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt,DLR)等机构相当的精度。
2020年6月23日,随着最后一颗北斗三号组网卫星成功送入预定轨道,北斗三号全球导航卫星系统星座部署全面完成。相较于北斗二号卫星,北斗三号卫星提供的频率资源和调制方式更加丰富。它不仅继承了北斗二号卫星的频率,还增加了两个互操作频点B1C和B2a,且同一频率具有多个支路,其频点与伪距通道信息见表1[14-19]。……
