基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),采用精密单点定位(precise point positioning,PPP)技术的低轨卫星运动学定轨是广泛研究的热点。然而不同低轨卫星搭载星载接收机性能不同,基于其星载GNSS数据的运动学...基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),采用精密单点定位(precise point positioning,PPP)技术的低轨卫星运动学定轨是广泛研究的热点。然而不同低轨卫星搭载星载接收机性能不同,基于其星载GNSS数据的运动学定轨效果也会有所差异。本文首先介绍了GARCE-FO卫星和Swarm卫星及其星载接收机,然后从观测卫星数、伪距多路径以及信号强度对比其数据质量差异,最后基于武汉大学开源的PIRDE PPP-AR软件解算其相应的运动学轨道进行对比。结果表明,GRACE-FO卫星相比Swarm卫星可观测到的GNSS卫星数更多,其各自的伪距多路径分别为0.16~0.19m和0.3~0.44m,并且GRACE-FO卫星的信号强度分布6~9之间,而Swarm卫星L2频率上的信号强度分布在1~7之间。综合来说,Swarm卫星的观测数据质量劣于GRACE-FO。此外,GRACE-FO卫星的模糊度残差表现出良好的近正态分布特性,宽巷模糊度和窄巷模糊度的固定率可达99%和93%,而Swarm卫星的窄巷模糊度残差则分布不规则。与权威机构发布的精密科学轨道对比,GRACE-C在切向、法向和径向3个分量固定解的轨道精度分别为1.39cm、0.98cm和2.59cm,GRACE-D卫星轨道精度与GRACE-C卫星整体一致;Swarm卫星各分量的运动学轨道精度则在3~4 cm左右,相较于GRACE-FO卫星要低1~2 cm。在平差解算时降低参数之间的相关性能有效提高参数估值的精度,使用随机游走估计GRACE-FO卫星的接收机钟差来相较于白噪声在径向分量上有60%左右的提升。此外,欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)发布的Swarm卫星运动学轨道以简化动力学解算得到的模糊度作为约束来降低参数相关性,相较于本文解算的运动学轨道在径向分量上也有一定的提升。展开更多
哨兵(Sentinel)-6A海洋测高卫星搭载了GPS/Galileo双模接收机,为研究基于全球导航卫星系统多星座的低轨卫星精密定轨提供了契机。固定载波相位模糊度可提升低轨卫星的定轨精度,利用在轨实测数据研究GPS/Galileo双系统组合以及模糊度固...哨兵(Sentinel)-6A海洋测高卫星搭载了GPS/Galileo双模接收机,为研究基于全球导航卫星系统多星座的低轨卫星精密定轨提供了契机。固定载波相位模糊度可提升低轨卫星的定轨精度,利用在轨实测数据研究GPS/Galileo双系统组合以及模糊度固定对低轨卫星运动学定轨精度的影响。分别采用欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)、法国国家空间研究中心(Centre National d’Etudes Spatiales,CNES)、德国地学研究中心(German Research Centre for Geosciences,GFZ)和中国武汉大学(Wuhan University,WHU)发布的观测值偏差及对应的精密星历和钟差产品开展单接收机模糊度固定。结果表明:GPS/Galileo双系统组合可明显改善定轨几何构型。双系统组合浮点解轨道三维精度优于30 mm,相对于GPS单系统提升超过20%。模糊度固定显著提升了运动学定轨精度,组合固定解轨道精度优于20 mm,相对于GPS提升30%。基于CODE、CNES和GFZ产品的GPS和Galileo单系统模糊度固定率分别优于93%和95%,WHU产品的Galileo固定率则偏低。利用卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)观测数据对运动学定轨结果进行检核,单系统固定解轨道SLR残差均方根误差(root mean square,RMS)为13~15 mm,双系统组合固定解RMS则达到12~14 mm,提升超过10%。展开更多
文摘基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),采用精密单点定位(precise point positioning,PPP)技术的低轨卫星运动学定轨是广泛研究的热点。然而不同低轨卫星搭载星载接收机性能不同,基于其星载GNSS数据的运动学定轨效果也会有所差异。本文首先介绍了GARCE-FO卫星和Swarm卫星及其星载接收机,然后从观测卫星数、伪距多路径以及信号强度对比其数据质量差异,最后基于武汉大学开源的PIRDE PPP-AR软件解算其相应的运动学轨道进行对比。结果表明,GRACE-FO卫星相比Swarm卫星可观测到的GNSS卫星数更多,其各自的伪距多路径分别为0.16~0.19m和0.3~0.44m,并且GRACE-FO卫星的信号强度分布6~9之间,而Swarm卫星L2频率上的信号强度分布在1~7之间。综合来说,Swarm卫星的观测数据质量劣于GRACE-FO。此外,GRACE-FO卫星的模糊度残差表现出良好的近正态分布特性,宽巷模糊度和窄巷模糊度的固定率可达99%和93%,而Swarm卫星的窄巷模糊度残差则分布不规则。与权威机构发布的精密科学轨道对比,GRACE-C在切向、法向和径向3个分量固定解的轨道精度分别为1.39cm、0.98cm和2.59cm,GRACE-D卫星轨道精度与GRACE-C卫星整体一致;Swarm卫星各分量的运动学轨道精度则在3~4 cm左右,相较于GRACE-FO卫星要低1~2 cm。在平差解算时降低参数之间的相关性能有效提高参数估值的精度,使用随机游走估计GRACE-FO卫星的接收机钟差来相较于白噪声在径向分量上有60%左右的提升。此外,欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)发布的Swarm卫星运动学轨道以简化动力学解算得到的模糊度作为约束来降低参数相关性,相较于本文解算的运动学轨道在径向分量上也有一定的提升。
文摘哨兵(Sentinel)-6A海洋测高卫星搭载了GPS/Galileo双模接收机,为研究基于全球导航卫星系统多星座的低轨卫星精密定轨提供了契机。固定载波相位模糊度可提升低轨卫星的定轨精度,利用在轨实测数据研究GPS/Galileo双系统组合以及模糊度固定对低轨卫星运动学定轨精度的影响。分别采用欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)、法国国家空间研究中心(Centre National d’Etudes Spatiales,CNES)、德国地学研究中心(German Research Centre for Geosciences,GFZ)和中国武汉大学(Wuhan University,WHU)发布的观测值偏差及对应的精密星历和钟差产品开展单接收机模糊度固定。结果表明:GPS/Galileo双系统组合可明显改善定轨几何构型。双系统组合浮点解轨道三维精度优于30 mm,相对于GPS单系统提升超过20%。模糊度固定显著提升了运动学定轨精度,组合固定解轨道精度优于20 mm,相对于GPS提升30%。基于CODE、CNES和GFZ产品的GPS和Galileo单系统模糊度固定率分别优于93%和95%,WHU产品的Galileo固定率则偏低。利用卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)观测数据对运动学定轨结果进行检核,单系统固定解轨道SLR残差均方根误差(root mean square,RMS)为13~15 mm,双系统组合固定解RMS则达到12~14 mm,提升超过10%。
