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全球定位系统

北斗三号全球卫星导航系统空间信号精度评估

刘东亮 成芳 沈朋礼 李艳红 李晓婉

刘东亮, 成芳, 沈朋礼, 李艳红, 李晓婉. 北斗三号全球卫星导航系统空间信号精度评估[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 114-125. doi: 10.12265/j.gnss.2021112201
引用本文: 刘东亮, 成芳, 沈朋礼, 李艳红, 李晓婉. 北斗三号全球卫星导航系统空间信号精度评估[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 114-125. doi: 10.12265/j.gnss.2021112201
LIU Dongliang, CHENG Fang, SHEN Pengli, LI Yanhong, LI Xiaowan. Accuracy assessment of BDS-3 satellite signal-in-space[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 114-125. doi: 10.12265/j.gnss.2021112201
Citation: LIU Dongliang, CHENG Fang, SHEN Pengli, LI Yanhong, LI Xiaowan. Accuracy assessment of BDS-3 satellite signal-in-space[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 114-125. doi: 10.12265/j.gnss.2021112201

北斗三号全球卫星导航系统空间信号精度评估

doi: 10.12265/j.gnss.2021112201
详细信息
    作者简介:

    刘东亮:(1996—) ,男,硕士,研究方向为GNSS高精度定位技术

    成芳:(1981—) ,女,研究员,研究方向为卫星导航增强系统关键技术及应用解决方案

    沈朋礼:(1992—) ,男,博士,助理研究员,研究方向为GNSS数据处理和实时定位算法

    通讯作者:

    刘东亮 E-mail: liudongliang@ntsc.ac.cn

  • 中图分类号: P228.4

Accuracy assessment of BDS-3 satellite signal-in-space

  • 摘要: 针对北斗三号 (BDS-3)正式开通后的空间信号精度情况,选取2020-08-01—2021-07-31共 1 a的混合广播星历数据,以德国波茨坦地学研究中心(GFZ)和武汉大学国际GNSS服务(IGS)数据中心(WHU)提供的精密星历为参考分别从轨道精度、钟差精度和空间信号测距误差(SISRE)来进行BDS-3的空间信号精度评估. 结果表明:BDS-3的轨道精度在径向(R)、切向(A)、法向(C)三个方向上分别优于0.100 m、0.405 m、0.547 m,钟差精度优于1.926 ns,仅受轨道影响的SISRE (orb)为0.134 m,SISRE为0.612 m. 地球静止轨道(GEO)卫星的SISRE为1.137 m,倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和中圆地球轨道(MEO)卫星的SISRE相比GEO卫星分别减少36.3%、51.3%.

     

  • 图  1  轨道精度分析流程图

    图  2  钟差精度分析流程图

    图  3  BDS-3广播星历卫星轨道误差变化图

    图  4  BDS-3广播星历卫星轨道精度统计图

    图  5  BDS-3广播星历卫星钟差误差变化图

    图  6  BDS-3广播星历卫星钟差精度统计图

    图  7  BDS-3卫星 SISRE(orb)、SISRE变化图

    图  8  BDS-3 卫星SISRE(orb)、SISRE统计图

    图  9  BDS-3卫星数据有效率对比图

    表  1  BDS-3精密星历信息

    机构采样间隔/min数据来源
    GFZ5ftp://igs.ign.fr/pub/igs/prod-ucts/mgex
    WHU15ftp://igs.gnsswhu.cn/pub/g-ps/products/mgex
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    表  2  BDS-3卫星轨道、星载钟、制造商和运行状态汇总

    序号PRN编号轨道
    类型
    星载钟
    类型
    制造商状态
    1 19 MEO-1 铷钟 CASC 正常
    2 20 MEO-2 铷钟 CASC 正常
    3 21 MEO-3 铷钟 CASC 正常
    4 22 MEO-4 铷钟 CASC 正常
    5 23 MEO-5 铷钟 CASC 正常
    6 24 MEO-6 铷钟 CASC 正常
    7 25 MEO-11 氢钟 SECM 正常
    8 26 MEO-12 氢钟 SECM 正常
    9 27 MEO-7 氢钟 SECM 正常
    10 28 MEO-8 氢钟 SECM 正常
    11 29 MEO-9 氢钟 SECM 正常
    12 30 MEO-10 氢钟 SECM 正常
    13 32 MEO-13 铷钟 CASC 正常
    14 33 MEO-14 铷钟 CASC 正常
    15 34 MEO-15 氢钟 SECM 正常
    16 35 MEO-16 氢钟 SECM 正常
    17 36 MEO-17 铷钟 CASC 正常
    18 37 MEO-18 铷钟 CASC 正常
    19 38 IGSO-1 氢钟 CASC 正常
    20 39 IGSO-2 氢钟 CASC 正常
    21 40 IGSO-3 氢钟 CASC 正常
    22 41 MEO-19 氢钟 CASC 正常
    23 42 MEO-20 氢钟 CASC 正常
    24 43 MEO-21 氢钟 SECM 正常
    25 44 MEO-22 氢钟 SECM 正常
    26 45 MEO-23 铷钟 CASC 正常
    27 46 MEO-24 铷钟 CASC 正常
    28 59 GEO-1 氢钟 CASC 正常
    29 60 GEO-2 氢钟 CASC 正常
    30 61 GEO-3 氢钟 CASC 测试
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    表  3  北斗卫星导航系统$ \alpha $$\;\beta$的取值

    轨道类型$ \alpha $$\;\beta$
    MEO 0.98 54
    IGSO,GEO 0.99 127
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    表  4  BDS-3卫星钟差精度、轨道精度、SISRE(orb)、SISRE统计值

    卫星
    类型
    卫星PRN钟差精
    度/ns
    R
    度/m
    A
    度/m
    C
    度/m
    SISTRE(orb)
    /m
    SISRE
    /m
    MEOC192.2640.0700.3160.3170.0950.711
    MEOC202.7520.0660.3200.3200.0920.852
    MEOC211.3410.0710.3180.3160.0960.391
    MEOC221.1690.0720.3190.3210.0970.376
    MEOC232.3250.0700.3280.3080.0950.736
    MEOC240.8130.0680.3200.3030.0930.266
    MEOC252.1040.0760.3060.3170.0990.666
    MEOC261.4000.0710.3070.3040.0940.418
    MEOC274.0950.0720.2950.3120.0941.199
    MEOC281.2000.0750.2950.3030.0970.355
    MEOC291.1380.0670.2920.3120.0910.344
    MEOC301.8850.0680.2940.3120.0910.557
    MEOC320.9790.0800.3130.3320.1030.286
    MEOC331.2100.0780.3060.3210.1000.379
    MEOC341.3190.0860.2970.3140.1060.440
    MEOC351.3920.0900.2990.3080.1090.463
    MEOC361.8870.0770.3150.3140.1000.613
    MEOC371.1220.0750.3190.3130.0980.363
    MEOC411.4840.0800.3200.3270.1030.437
    MEOC423.3060.0820.3220.3390.1060.966
    MEOC431.9530.0890.3100.3220.1100.582
    MEOC441.3780.0930.4030.6050.1540.496
    MEOC451.8150.1220.3380.3220.1390.577
    MEOC462.4290.1210.3400.3240.1380.821
    IGSOC382.2660.1440.4990.5390.1600.731
    IGSOC391.9460.1640.4600.5520.1780.613
    IGSOC402.4340.1610.4450.4870.1720.828
    GEOC593.8700.2401.5713.4470.4461.295
    GEOC602.5780.2741.1912.9490.4190.979
    MEO平均值1.7820.0800.3160.3280.1040.554
    IGSO平均值2.2150.1560.4680.5260.1700.724
    GEO平均值3.2240.2571.3813.1980.4321.137
    BDS-3平均值1.9260.1000.4050.5470.1340.612
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  • 收稿日期:  2021-11-22
  • 网络出版日期:  2022-04-14

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