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北斗卫星导航系统定位精度分析.docx

上传人:fengruiling 2022/5/22 文件大小:12 KB

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北斗卫星导航系统定位精度分析.docx

文档介绍

文档介绍:北斗卫星导航系统定位精度分析
摘要:随着北斗卫星导航系统的应用和普及,定位也将会引入更多的先进技术, 比如 BP 神经网络、深度学****等,分析定位过程中存在的误差及影响因素,进一 步降低动态定位误差,提高动态定位性能。基于此,本文对北斗卫星卫星的摄动力模型建立,从而提高卫星轨道预测精度;
2) 国家基准站的建设,通过国家基准站的建设,特别是良好几何分布的基准 站建设,提高对在轨***精度的监测,特别是对GEO卫星的轨道监测,实时 更新历书,提高历书精度,削弱轨道误差对定位精度的影响;
3) 改善卫星的空间分布几何构型,鉴于当前北斗二代星座构成, 14 颗卫星 中有5颗是地球同步静止卫星,极大地束缚了卫星的几何均匀分布能力。可以尝 试多系统融合,借助GPS、GLONASS卫星改善北斗接收机接收到的卫星的空间几 何分布构型;
4) 增加卫星数量,北斗二代系统只有14颗卫星在运行播发电文,同一时间 所能接收到的卫星数量有限,位置冗余度较小,可以通过增加接收卫星数量,增 大冗余度,提高***精度,多星系统或增加北斗卫星数量都能达到增加卫星 数量的目的。
原子钟的影响 卫星到接收机的距离等于光速与时间的乘积。鉴于光的速度很大,很小的时 间误差就会造成较大的距离误差。这就要求时间计量单位要足够小,才能将误差 控制在可接受的范围内。从导航系统来看,GPS、GLONASS、Galileo以及北斗系 统都是使用的原子钟作为时间计量器件。原子钟是依靠特定原子能级跃迁释放的 能量波的频率作为参考频率进行时间计量的,该跃迁对应的共振谱线的宽度决定 了原子钟输出信号的频率稳定度。卫星上使用的原子钟是星载原子钟,相较于地 面原子钟更注重精度与稳定度,其还要求频率稳定度高、体积小、重量轻、寿命 长、可靠性高,这就要求原子钟性能上做出一些牺牲。北斗导航系统的原子钟均 采用铷原子钟,就是在体积、重量、寿命、性能等方面取舍后做出的选择。国产 星载铷钟,在精度和稳定性上相较于GPS和Galileo的星载钟稍显逊色,星载卫 星钟性能及预报模型的研究成为我国导航定位工作的研究热点。
星载原子钟的性能是通过星载原子钟的频率准确度、频率漂移率、频率稳定 度来衡量的,其中稳定度表征了原子钟授时的稳定性,是衡量原子钟维持在特定 频率的能力。中短期频率稳定度是星载原子钟最重要的指标,对于地面控制部分 确定广播星历更新时间具有重要作用。分析传统铷钟发现,铷钟稳定度主要受光 频移、微波腔牵引频移和光检噪声的影响,削弱三者的影响是提高星载铷钟性能 的关键。Galileo系统采用了 POP铷钟和被动型氢钟作为星载原子钟,POP铷钟采 用脉冲光抽运技术,与传统铷钟利用激光抽运相比,很好地降低了光频移影响, 使Galileo POP铷钟性能接近被动型氢钟的水平,而功耗和体积与星载铷钟相当。
GPS系统的BLOCKIIF卫星采用氙气作为缓冲气体,再利用光滤波技术,从而 降低了光检噪声的影响,提高了星载铷钟的稳定度。
卫星间的时钟信息不同步,星载钟的稳定性低等问题制约着定位精度的提高 可以从下面几点入手,抑制时钟信息误差带来的定位精度的下降。
1) 提高星载原子钟性能。在准确度、稳定度、漂移率上改善原子钟性能,通 过提高星载铷钟性能、研究新型原子钟如氢钟、微波离子钟等技术更先进、性能 更好