北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析.doc

文档介绍：北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析
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北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析
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赵树强
,许爱华
,张荣之
,郭小红
(西安卫星测控中心
,陕西西安
710043)
　　摘　要
:针对我国建立的北斗一号导航定位系统
,介绍了该系统的定位原理
,给出了基于
北斗双星和三星定位算法的模型
,进行了实测数据的解算
,分析了星历误差、信号传播误差和
接收机钟差等误差对定位精度的影响
,计算结果表明该算法简单、实用
,可满足中高精度的导
航定位用户需求
,对二代导航系统定位数据处理和精度分析具有参考价值。
统
系统,是我国自行研制、
(RDSS ,Radio Determination Satellite Service) ,
能为用户提供快速定位、简单数字报文通信及高精
度授时服务的全天候、区域性的卫星导航定位系
统。在
2000年
10月
31日和
12月
21日发射了两
颗“北斗导航试验卫星”
,具备了双星定位的功能。
以两颗卫星为球心
,以卫星到待测站的距离为
半径分别作两个球。因为两颗卫星在轨道上的弧
度距离为
60°,即两颗卫星的直线距离约为
42000km之间
,这一直线距离小于卫星到观测站
的两个距离之和
(约为
72000km) ,所以两个大球
必定相交。它们的相交线为一大圆
,称之为交线
圆。由于同步卫星轨道面与赤道面重合
,因此
,通
过远离赤道的地面点的交线圆必定垂直穿过赤道
面
,在地球南北两半球各有一个交点
,其中一个就
收稿日期
:2007210205
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三维坐标
,还必须事先给定待测站地面点的大地
高
,才能唯一地确定待测站
,如图
1所示。
图
　双星定位原理示意图
当交线圆与地球表面垂直相交
,交会出的测
站唯一
,定位精度高
;当交线圆与地球表面缓慢相
交
,交会出的测站纬度值将会有很大的误差
,定位
精度差。由于地形的复杂性
,即使在中纬度地区山
区也可能产生交线圆与地球表面缓慢相交
,这些地
区称为双星定位的
“模糊区”。另外
,因为地球同步
卫星只能覆盖南北纬之间的区域
,所以
81°以上区
域是双星定位的“盲区”。盲区和模糊区的存在是
双星定位几何上的弱点。
2　三星定位原理
在双星有源定位系统的基础上
,利用一颗备份
卫星可实现三星无源定位。三颗同步卫星同时向
用户发送导航电文
,用户接收机则像
GPS用户接
GNSS World of China/ 2008. 1