广播星历和精密星历解算GPS基线成果的比较分析.pdf

第32卷第3期现代测绘Vol.32,No.3
2009年5月ModernSurveyingandMappingMay.2009

广播星历和精密星历解算GPS基线
成果的比较分析

孙小荣1,李海陵2,王宇杰3,潘庆林1,4

(1宿迁学院建筑工程系,江苏宿迁223800;2中交三航局第三工程公司,江苏南京210011
3六合区房产管理局,江苏南京211500;4南京工业大学土木工程学院,江苏南京210009)

摘要本文对长度不同的基线分别使用广播星历和精密星历进行解算,分析了两种星历对基线解算结果的影
响。通过对解算结果的比较得到使用广播星历的最佳基线长度范围,结果表明,对于长度小于100km的短基线而
言,广播星历能够达到与精密星历同样的效果。
关键词广播星历精密星历GPS基线基线长度
中图分类号:P228.4文献标识码:B文章编号:1672-4097(2009)03-0045-02

实时或准实时用户的使用,而广播星历、预报星历
1引言
能满足GPS定位的实时性要求,对导航用户与实时
本文首先对广播星历和IGS提供的精密星历定位用户具有十分重要的作用。文献[3,4]研究了
的精度进行分析,比较广播星历、精密星历的差异,快速星历和最终星历对GPS基线解算和定位精度
从理论上探讨其对定位精度的影响。最后,根据实的影响,得出在基线较短且点位精度要求不高的情
际数据,比较了两种星历对GPS基线解算结果的况下,可以直接使用快速星历代替最终星历。文献
影响。[5]研究了广播星历和最终星历对GPS基线解算和
定位精度的影响,得出在基线较短且点位精度要求
2卫星星历来源及其精度分析
不高的情况下,可以直接使用广播星历代替最终星
GPS卫星星历按照精度可分为广播星历和精历,但所讨论的距离不超过13km,结果不具有代表
密星历。广播星历是通过接收机接收卫星发射的性。本文进一步研究广播星历在多大长度范围内
含有轨道信息的导航电文,经过解码获得的卫星星能代替最终星历,具有一定的实际指导意义。
历推算得到卫星位置,这种轨道信息是达不到精密
3算例分析
定位要求的,目前广播星历主要用于导航定位和低
等级的工程测量[1,2]。为了分析广播星历和最终精密星历对不同长
精密星历是由国际GPS服务(IGS)机构提供度GPS基线解算的结果,从美国ScrippsOrbitand
的。IGS的精密星历是通过7个国际数据处理分析PermanentArrayCenter(sopac)网站上下载实验所
中心所得到的结果进行加权平均得到的,主要分为需的观测值和相应的广播星历、精密星历数据。
3种类型:最终星历(IGF)、快速星历(IGR)和预报所用数据处理软件为TGO(TrimbleGeomatics
星历(IGU)。广播星历和精密星历的相关信息如表Office)软件,在进行基线解算中,为保证结果的可
1所示[1]。比性,除了星历不同外,软件运行的环境及参数设
置等均保持不变。将IGS最终精密星历所得的结
表1IGS提供的各种卫星星历相关信息
果视为真值,比较采用广播星历与采用最终精密
星历名称星历精度钟差精度时延
星历所得到的基线结果的差异,比较的方法主要
广播星历260cm7ns实时采用差值法。
预报星历25cm5ns实时
分别用广播星历和最终星历解算了长度为<
快速星历5cm012ns17h
5、5～10、10～15、15～20、20～25、25～30、30～35、
最终星历<5cm011ns约13d
35～40、40～45、45～50、50～55、55～60、60～65、
对IGS最终精密星历来说,精度虽然很高,但65～70、70～75、75～80、80～85、85～90、90～95、
时间延迟约13天,即测站今日观测到的数据要在95～100km的共20条基线。
13天后才能算出该站的坐标,这就大大限制了GPS为了能更加直观形象地展示广播星历和最终
46现代测绘第31卷

精密星历对不同长度GPS基线各分量解算结果的的趋势,原因是长度增加,相关性减弱,轨道误差成
影响。下面给出残差分布图(图1)。为影响定位精度的重要因素,此时精密星历解算基
线的精度提高效果越明显。

4结论

411工程控制网一般规模较小,在基线长度小于
100km时,在同样观测时间内,采用同样的计算参
数,广播星历能达到精密星历的解算效果,可以用
广播星历代替精密星历。
412利用广播星历进行短基线实时解算所得基线
精度较高,但其误差随基线长度的增加而变大,故
图基线各分量残差
1对于长基线且点位精度要求较高的用户,还是需要
由图1可以看出,以精密星历为准,显然曲线在用精密星历来进行精确定位,使用精密星历可以使
零附近波动幅度越小越好。在基线长度小于10km精度提高几个数量级。
时,解算