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顾及群延迟变化的区域网实时卫星钟差估计方法

姜庭威 唐成盼 胡小工 周善石 曹月玲

姜庭威,唐成盼,胡小工,等. 顾及群延迟变化的区域网实时卫星钟差估计方法[J]. 北京航空航天大学学报,2025,51(11):3833-3841 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0615
引用本文: 姜庭威,唐成盼,胡小工,等. 顾及群延迟变化的区域网实时卫星钟差估计方法[J]. 北京航空航天大学学报,2025,51(11):3833-3841 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0615
JIANG T W,TANG C P,HU X G,et al. Method for regional real-time satellite clock offset estimation considering group delay variation[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2025,51(11):3833-3841 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0615
Citation: JIANG T W,TANG C P,HU X G,et al. Method for regional real-time satellite clock offset estimation considering group delay variation[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2025,51(11):3833-3841 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0615

顾及群延迟变化的区域网实时卫星钟差估计方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0615
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:cptang@shao.ac.cn

  • 中图分类号: P228.1

Method for regional real-time satellite clock offset estimation considering group delay variation

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  • 摘要:

    基于区域网的实时卫星钟差估计,是北斗PPP-B2b等区域精密单点定位 (PPP)服务的重要前提。然而,受测站分布限制,卫星频繁出入境,区域网实时钟差频繁重新收敛,钟差面临精度较低、常数偏差等问题。群延迟变化 (GDV) 是伪距中与卫星高度角等因素相关的慢变部分,GDV的存在会影响区域网钟差的收敛性,需要予以改正。因此,对15个区域站与北斗三号 (BDS-3) 全球定位系统 (GPS) 卫星之间的GDV进行提取与建模,并将建模后的GDV应用于区域网实时钟差估计中,以分析GDV对区域网钟差的影响。结果表明:考虑GDV改正后, BDS-3与GPS卫星钟差误差的均方根 (RMS) 分别减小了24%和18%,标准差 (STD) 分别提升了56%和52%;区域网钟差被用于动态PPP,使用顾及GDV改正的区域网卫星钟差后,BDS-3单系统动态PPP的水平方向和高程方向的定位精度分别提升了37%和19%,GPS单系统动态PPP的水平方向和高程方向的定位精度分别提升了49%和27%,GPS/BDS-3双系统动态PPP的水平方向和高程方向定位精度分别提升了61%和32%。

     

  • 图 1  用于钟差估计的IGS测站分布

    Figure 1.  Distribution of IGS stations used for clock estimation

    图 2  BRST站与C35之间的伪距残差与GDV

    Figure 2.  Code residuals and GDV between BRST and C35

    图 3  TLSE站与BDS-3/GPS卫星间的GDV拟合结果

    Figure 3.  GDV fitting results between TLSE and BDS-3/GPS satellites

    图 4  WSRT站与BDS-3/GPS卫星间的GDV拟合结果

    Figure 4.  GDV fitting results between WSRT and BDS-3 /GPS satellites

    图 5  2组GDV参数(TLSE站与卫星)的差异

    Figure 5.  Differences between two sets of GDV parameters (between TLSE and satellites)

    图 6  修正与不修正GDV时的钟差STD比较

    Figure 6.  Comparison of STD of clock offsets with or without GDV correction

    图 7  修正与不修正GDV时的钟差RMS比较

    Figure 7.  Comparison of RMS of clock offsets with or without GDV correction

    图 8  使用不考虑GDV改正的区域网钟差,GRAZ站单天动态PPP定位误差序列

    Figure 8.  Sequence of single-day kinematic PPP positioning error of GRAZ using regional real-time clock without GDV correction

    图 9  使用考虑GDV改正的区域网钟差,GRAZ站单天动态PPP定位误差序列

    Figure 9.  Sequence of single-day kinematic PPP positioning error of GRAZ using regional real-time clock with GDV correction

    表  1  区域网钟差STD与RMS统计

    Table  1.   STD and RMS statistics of clock offset based on regional network

    卫星 是否修正GDV STD/ns RMS/ns
    最大值 平均值 最大值 平均值
    BDS-3 不修正 0.46 0.27 5.86 3.77
    修正 0.27 0.12 5.12 2.87
    GPS 不修正 0.52 0.23 5.45 2.72
    修正 0.23 0.11 4.94 2.24
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    表  2  使用不同钟差时,各测站仅BDS-3单系统动态PPP定位误差

    Table  2.   BDS-3-only kinematic PPP positioning error of each station using two different clocks

    测站 水平方向定位误差/m 高程方向定位误差/m
    不修正 修正 不修正 修正
    BUCU 0.298 0.107 0.389 0.148
    GRAZ 0.232 0.105 0.337 0.263
    HUEG 0.271 0.128 0.293 0.281
    ONSA 0.149 0.186 0.240 0.222
    MAR7 0.181 0.157 0.275 0.243
    MET3 0.323 0.122 0.356 0.326
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    表  3  使用不同钟差时,各测站仅GPS单系统动态PPP定位误差

    Table  3.   GPS-only kinematic PPP positioning error for each station using two different clocks

    测站 水平方向定位误差/m 高程方向定位误差/m
    不修正 修正 不修正 修正
    BUCU 0.120 0.056 0.179 0.127
    GRAZ 0.104 0.056 0.199 0.140
    HUEG 0.132 0.062 0.202 0.138
    ONSA 0.099 0.062 0.154 0.089
    MAR7 0.124 0.048 0.218 0.178
    MET3 0.277 0.147 0.320 0.273
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    表  4  使用不同钟差时,各测站GPS+BDS-3双系统动态PPP定位误差

    Table  4.   GPS+BDS-3 kinematic PPP positioning error for each station using two different clocks

    测站 水平方向定位误差/m 高程方向定位误差/m
    不修正 修正 不修正 修正
    BUCU 0.115 0.043 0.156 0.120
    GRAZ 0.088 0.031 0.176 0.110
    HUEG 0.128 0.048 0.201 0.130
    ONSA 0.097 0.039 0.152 0.063
    MAR7 0.166 0.080 0.176 0.168
    MET3 0.190 0.062 0.219 0.153
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-27
  • 录用日期:  2023-11-20
  • 网络出版日期:  2023-12-04
  • 整期出版日期:  2025-11-25

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