基于GPS和GLONASS的單站授時和時差監(jiān)測研究.pdf

1、時間測量是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)的基礎(chǔ),常用的星地距離觀測值也是由時間觀測值計算得到。目前的GNSS除了能夠提供導(dǎo)航定位服務(wù)外,還可以提供精密授時、時間同步等服務(wù)。隨著國際GNSS服務(wù)組織(IGS)與國際時頻機(jī)構(gòu)的深入合作,GNSS時間基準(zhǔn)也逐漸向世界協(xié)調(diào)時(UTC)和國際原子時基準(zhǔn)靠攏,因此利用全天候靈活經(jīng)濟(jì)的GNSS系統(tǒng)進(jìn)行高精度時頻測量越來越引起人們的廣泛關(guān)注。
　　然而在實際應(yīng)用中,常規(guī)的GPS精密授時工作仍存在

2、諸如共視法和全視法精度較低、測站坐標(biāo)和原子鐘模型無約束等局限性,本文利用精密單點定位技術(shù)(PPP)進(jìn)行了一系列改進(jìn)的單站精密授時算法研究。同時,鑒于目前GLONASS現(xiàn)代化后衛(wèi)星星座質(zhì)量有了大幅提高,本文還研究利用GLONASS系統(tǒng)進(jìn)行精密授時,并分析比較了其授時解精度和可靠性。另外,為了實現(xiàn)不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間的兼容互操作,本文還進(jìn)行了GPS和GLONASS系統(tǒng)之間的時差監(jiān)測分析預(yù)報研究。主要的研究工作和成果如下:
　　(1)針

3、對衛(wèi)星單站授時問題,分析了基于PPP技術(shù)的GPS授時原理和主要誤差源,同時針對GLONASS系統(tǒng)特點,參考GPS的函數(shù)模型將PPP技術(shù)用于GLONASS精密授時求解。實測算例結(jié)果驗證了PPP技術(shù)用于GLONASS單站授時的精度和可靠性。
　　(2)傳統(tǒng)PPP精密鐘差解算方法在實際應(yīng)用中受殘余誤差、未能模型化誤差等影響,鐘差序列的準(zhǔn)確度和頻率穩(wěn)定度較低。為提高PPP授時解的精度和穩(wěn)定性,本文利用原子鐘的物理模型對鐘差序列進(jìn)行約束,使

4、之符合標(biāo)準(zhǔn)的偏差趨勢特點,并約束測站已知坐標(biāo)信息,減少觀測方程中未知參數(shù)個數(shù)。算例結(jié)果顯示,新算法大大提高了單站授時解的精度和穩(wěn)定性。同時本文還利用Vondark方法平滑事后鐘差序列產(chǎn)品,進(jìn)一步提高了鐘差序列的頻率穩(wěn)定性。
　　(3)為了綜合利用多星座觀測信息,需要對不同衛(wèi)星系統(tǒng)間兼容互操作的關(guān)鍵因素進(jìn)行監(jiān)測分析,其中時間系統(tǒng)之差(時差)是最重要的指標(biāo)之一。本文通過對偽距組合雙系統(tǒng)PPP模式的算法實現(xiàn),獲取了GPS和GLONASS