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基于优化残差组合的北斗卫星短期钟差预报研究

周仕琦 蔡成林

周仕琦, 蔡成林. 基于优化残差组合的北斗卫星短期钟差预报研究[J]. 全球定位系统, 2023, 48(1): 98-104. doi: 10.12265/j.gnss.2022136
引用本文: 周仕琦, 蔡成林. 基于优化残差组合的北斗卫星短期钟差预报研究[J]. 全球定位系统, 2023, 48(1): 98-104. doi: 10.12265/j.gnss.2022136
ZHOU Shiqi, CAI Chenglin. Research on short-term clock bias prediction of BeiDou satellite based on optimized residual difference combination[J]. GNSS World of China, 2023, 48(1): 98-104. doi: 10.12265/j.gnss.2022136
Citation: ZHOU Shiqi, CAI Chenglin. Research on short-term clock bias prediction of BeiDou satellite based on optimized residual difference combination[J]. GNSS World of China, 2023, 48(1): 98-104. doi: 10.12265/j.gnss.2022136

基于优化残差组合的北斗卫星短期钟差预报研究

doi: 10.12265/j.gnss.2022136
基金项目: National Key Research andDevelopment Program of China (2020YFA0713501)
详细信息
    作者简介:

    周仕琦:(1997—),男,硕士,研究方向为卫星导航和神经网络

    蔡成林:(1969—),男,教授,研究方向为卫星导航与无线通信、时空基准与位置服务、室内外无缝定位等

    通讯作者:

    蔡成林 E-mail:chengcailin@126.com

  • 中图分类号: P228

Research on short-term clock bias prediction of BeiDou satellite based on optimized residual difference combination

Funds: National Key Research andDevelopment Program of China (2020YFA0713501)
  • 摘要: 为解决传统模型因使用卫星钟差一次差分序列而导致预报精度差的问题,进一步提升预报精度,提出一种优化残差组合对卫星钟差一次差分序列进行预报的方法. 该方法首先根据北斗卫星钟差序列的特点,利用四分位法(IQR)代替中位数法对一次差分序列进行预处理,然后利用自回归滑动平均模型(ARMA)将经过预处理后的卫星钟差一次差分序列分成趋势项和残差随机项,接着利用极限学习机(ELM)模型对残差部分进行建模预测,最后将ARMA模型的预测结果和ELM神经网络的残差预测结果求和后进行差分还原. 结果表明:当卫星钟差呈非线性时,组合模型的预报精度比传统模型提升了38.2%,在北斗卫星钟差短期预报中具有一定的可行性.

     

  • 图  1  ELM模型结构

    图  2  一次差分优化残差组合模型

    图  3  三颗卫星原始相位

    图  4  C20频率数据

    图  5  粗差探测方法比较

    图  6  各模型预报12 h结果(局部)

    图  7  各卫星不同模型预报残差(12 h)

    表  1  ARMA模型参数组合

    卫星号参数组合(p,q)
    C20(4,4)
    C23(3,4)
    C28(3,4)
    下载: 导出CSV

    表  2  不同模型短期预报结果RMSE均值统计

    卫星号预报时长/h不同模型RMSE统计/ns
    GM(1,1)ARMAELM组合模型
    C2064.530.200.450.26
    127.530.180.590.22
    C2360.780.120.490.09
    121.520.240.700.16
    C2861.350.212.650.17
    123.510.474.260.29
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2022-08-02
  • 网络出版日期:  2022-12-02

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