卫星钟差改正知识分享

测绘(cèhuì)工程10-1班卫星(wèixīng)钟差改正第一页，共21页。2钟差钟读数与真实系统(xìtǒng)时间之间的差异时钟的特性钟差对卫星测距的影响钟差钟偏钟速/钟漂/频偏钟的老化(lǎohuà)率/频漂随机(suíjī)项真实距离真实接收时间接收机钟差真实发射时间卫星钟差1.时钟特性及其对卫星测距的影响第二页，共21页。1.采用广播星历中的钟差改正(gǎizhèng)参数进行改正(gǎizhèng)在精度要求(yāoqiú)不高的情况下使用钟差多项式2.卫星钟差及其处理(chǔlǐ)方法处理方法：第三页，共21页。2.采用(cǎiyòng)相对定位或差分2.卫星(wèixīng)钟差及其处理方法处理(chǔlǐ)方法：第四页，共21页。3.使用IGS提供的精密卫星(wèixīng)钟差改正数2.卫星钟差及其处理(chǔlǐ)方法处理(chǔlǐ)方法：第五页，共21页。IGS发布的GPS精密星历(*.SP3文件)是WGS-84坐标系间隔(jiàngé)为15min的每颗卫星的三维坐标(xyz)GPS精密数据处理需要(xūyào)间隔1s的卫星坐标。GPS接收机的采样率一般为30s或者(huòzhě)15s甚至更密IGS发布的钟差为5min(*.clk文件)和30s(*.clk_30s文件)间隔的。卫星坐标钟差不符处理方法：内插存在问题：不符3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数第六页，共21页。1.Lagrange(拉格朗日）多项式插值设有n+1个节点时刻t0,t1……tn对应的精密(jīngmì)星历坐标某项(或钟差)为:y0,y1……yn,则计算任意时刻卫星坐标(或钟差)的n阶插值多项式为:利用公式分别对卫星坐标的三个分量(xyz)和钟差进行插值计算,得到观测(guāncè)时刻卫星的坐标和钟差。T(t)δtδt3.使用IGS提供的精密卫星(wèixīng)钟差改正参数缺点：用拉格朗日插值多项式计算数值,当精度不够,增加节点时,因基函数和每一个节点有关,原来的数据都不能利用,要重新计算第七页，共21页。2.Neville（内维尔）插值基本思路：Neville插值是一种线性逐次插值,是通过低一次多项式的组合来获得高一次插值多项式。基本做法：首先求出若干个一次插值多项式的值,利用它们之间的两两组合得到若干个二次插值多项式,进一步利用这些二次多项式间的两两组合来得到若干个三次多项式,采用迭代方式(fāngshì)进行。设有n+1个节点时刻t0,t1……tn对应的精密星历坐标某项(或钟差)为:y0,y1……yn,令Ti,O=yi(i=0,1,2,n),则有：3.使用IGS提供的精密(jīngmì)卫星钟差改正参数第八页，共21页。3.使用IGS提供的精密(jīngmì)卫星钟差改正参数第九页，共21页。第十页，共21页。按表1生成的逐次插值结果,每做一步检查一次插值的精度,如不满足则继续增加节点,无需重新计算前面(qiánmian)的插值,直到满足为止。当|Ti,j-Ti-1,j-1|<E(E为设定的允许误差)时,即可认为Ti,j为Neville的插值结果。3.使用IGS提供(tígōng)的精密卫星钟差改正参数优点：有很好的承袭性，以前算的数据都可以用，经常(jīngcháng)使用第十一页，共21页。3.Newton（牛顿）多项式插值设有n个节点时刻t1,t2……tn对应(duìyìng)的精密星历坐标某项(或钟差)f(t1),f(t2)……f(tn),则牛顿插值的表达式为：Pn(t)即为所需内插时刻的对应(duìyìng)卫星坐(或钟差)的插值结果。3.使用IGS提供(tígōng)的精密卫星钟差改正参数第十二页，共21页。第十三页，共21页。插值点位于节点中间附近(fùjìn)位置。分别运用三种内插方法,使用不同阶数得到的卫星坐标分量和钟差以及它们与真值的差值如表2所示。3.使用IGS提供(tígōng)的精密卫星钟差改正参数精度(jīnɡdù)如何？第十四页，共21页。第十五页，共21页。表2中发现当插值阶数大于9阶时,三种插值方法表现出一致性,三种插值方法的坐标插值精度都可以达到毫米级,钟差的插值精度可以小于ns级,这些完全满足事后精密定位的要求。但随着阶数的提高,插值精度并没有(méiyǒu)明显提高。插值阶数为8阶以下时插值精度有明显下降,不能满足精密定位的要求。规律：3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正(gǎizhèng)参数第十六页，共21页。当插值点位于所选取节点的两端时,选取同一天的精密(jīngmì)星历来内插,三种方法的插值结果如下:3.使用IGS提供的精密卫星(wèixīng)钟差改正参数第十七页，共21页。第十八页，共21页。通过表3,发现当插值点不在节点中央时,三种插值方法仍然表现出一致性,且都在9阶的时候达到精度最高,随着插值阶数的增大精度反而降低,插值精度在厘米(límǐ)或分米级甚至更低,并且变化迅速。规律(guīlǜ)：3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正(gǎizhèng)参数第十九页，共21页。总结(zǒngjié)1.时钟特性及其对卫星测距的影响(yǐngxiǎng)（钟差多项式改正）2.卫星钟差及其处理(chǔlǐ)方法3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数3.Newton（牛顿）多项式插值2.Neville（内维尔）插值1.利用广