摘要
不依赖特定基准站的厘米级实时精密单点定位(RT-PPP)技术应用前景广泛,但该技术的实现离不开实时精密卫星轨道和钟差两大核心产品为其提供强有力的支撑。现阶段,超快速实时预报轨道的时效性和可靠性已经能够很好地满足RT-PPP技术的要求,但卫星钟差的精确预报极易受到复杂太空环境以及自身时频特性的影响,实时预报钟差精度难以满足要求。因此,高可靠的厘米级GNSS实时钟差需利用地面站的观测数据进行实时参数估计得到。 鉴于此,本文系统地对不同机构GNSS实时轨道钟差改正信息进行性能评估,研究实现了BDS-2/BDS-3实时卫星钟差的联合解算,自主估计得到GNSS单系统实时钟差产品,并与CNES播发的实时钟差进行对比分析,基于BDS-3新信号实现了北斗/GNSS多系统融合实时卫星钟差估计算法。 本文的主要研究成果如下: (1)对八家机构播发的GNSS实时服务产品进行精度和定位性能对比分析。统计结果显示,GPS、GLONASS、Galileo和BDS-3各个系统实时轨道的平均1DRMS值分别为2.77cm、6.85cm、4.50cm和11.03cm,实时钟差的平均STD值分别为0.18ns、0.17ns、0.50ns和0.32ns。同时,各家机构实时产品的平均定位误差在水平分量上优于5cm,垂直分量上优于10cm。 (2)研究实现了BDS-2、BDS-2/BDS-3实时卫星钟差估计算法。算例结果表明,实时估计的BDS-2、BDS-2/BDS-3卫星钟差STD均优于0.3ns。相对于BDS-2单系统,联合估计BDS-2/BDS-3实时卫星钟差的STD平均提升26%,BDS-2/BDS-3组合实时动态PPP的定位结果能够取得更短的收敛时间和更优的定位精度。 (3)比较了自主实时估计的BDS/GPS/GLONASS/Galileo单系统卫星钟差和CNES播发的实时钟差的精度和定位性能差异。对比分析结果表明,本文算例解算得到的卫星钟差产品,其精度和定位性能均优于实时数据流模式下获取的CNES实时钟差产品,证明了本文GNSS单系统实时钟差估计算法的正确性。 (4)基于BDS-3新信号B1C/B2a的观测数据,实现了多系统GNSS组合卫星钟差的实时估计算法。算例结果显示,实时估计的GPS、BDS-3、GLONASS和Galileo卫星钟差的平均STD精度分别为0.049ns、0.140ns、0.101ns和0.048ns。同时,实时动态PPP的定位结果表明,实时估计钟差与事后精密钟差产品精度相当。