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        分段三次Hermite插值計(jì)算GNSS系統(tǒng)衛(wèi)星仰角

        2016-06-30 12:48:10李路程
        科技視界 2016年15期
        關(guān)鍵詞:仰角插值接收機(jī)

        李路程

        【摘 要】文中采用300s時(shí)間間隔的分段三次Hermite插值多項(xiàng)式計(jì)算GNSS系統(tǒng)衛(wèi)星仰角,通過(guò)與理論仰角的比較和精度統(tǒng)計(jì),驗(yàn)證文中方法的正確性。

        【關(guān)鍵詞】GNSS系統(tǒng);衛(wèi)星仰角;分段三次Hermite插值

        0 引言

        在全球衛(wèi)星定位技術(shù)方興未艾之際,隨著越來(lái)越多新技術(shù)、新產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā),在產(chǎn)品定型之前,需要盡可能的發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題,確保技術(shù)產(chǎn)品的可靠性。試驗(yàn)條件下事后數(shù)據(jù)處理工作的重要性逐漸受到人們的關(guān)注和認(rèn)可。

        數(shù)據(jù)分析工作中經(jīng)常需要篩選出高度角在條件區(qū)間的數(shù)據(jù)信息,以衡量接收機(jī)數(shù)據(jù)質(zhì)量的指標(biāo),如偽距精度、載波精度、完整率等等。本文的工作定位于根據(jù)接收機(jī)記錄的高頻觀測(cè)數(shù)據(jù)和星歷文件,計(jì)算衛(wèi)星的仰角,GNSS系統(tǒng)選擇為GPS、GLONASS、Galileo三個(gè)系統(tǒng)。

        3 算例計(jì)算

        試驗(yàn)過(guò)程中接收機(jī)接收模擬源數(shù)字信號(hào),記錄星歷文件、1Hz的觀測(cè)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)17000s。算例中將文中方法根據(jù)記錄的觀測(cè)數(shù)據(jù)、星歷文件解算的衛(wèi)星仰角,和模擬源仿真數(shù)據(jù)的衛(wèi)星仰角作比對(duì),驗(yàn)證文中方法在GNSS系統(tǒng)衛(wèi)星仰角計(jì)算的正確性。

        下面依次給出了GPS、GLONASS和Galileo三個(gè)系統(tǒng)的衛(wèi)星仰角對(duì)比圖。

        為便于作圖比較,先將文中方法計(jì)算的衛(wèi)星S的仰角在數(shù)值上增加1.0,再與模擬源記錄的理論仰角信息做比對(duì)圖。圖表中MNY_S*表示模擬源的衛(wèi)星*的仰角,S*+1.0表示文中方法計(jì)算的衛(wèi)星*的仰角數(shù)值增加1.0。

        GPS系統(tǒng)選取的衛(wèi)星為03、16、32,三顆衛(wèi)星的仰角信息如圖1所示。

        圖1表明文中方法計(jì)算的GPS仰角與模擬源的變化過(guò)程相符,能真實(shí)地反映出衛(wèi)星起落現(xiàn)象,同時(shí)證實(shí)接收機(jī)在衛(wèi)星仰角低于10度時(shí),依然能夠完好地進(jìn)行信號(hào)的跟蹤捕獲。

        GLONASS系統(tǒng)選取的衛(wèi)星為02、14、24,三顆衛(wèi)星的仰角信息如圖2所示。

        Galileo系統(tǒng)選取的衛(wèi)星為01、08、26,三顆衛(wèi)星的仰角信息如圖3所示。

        圖2-圖3中文種方法計(jì)算的仰角與模擬源理論值的吻合,不僅表明了文中方法同樣適用于GLONASS、Galileo兩個(gè)系統(tǒng)的仰角信息解算,還能真實(shí)地反應(yīng)出衛(wèi)星出入境的情況。

        4 結(jié)論

        綜上所述,本文方法給出了詳細(xì)的解算過(guò)程,通過(guò)與模擬源的理論數(shù)據(jù)做比對(duì),驗(yàn)證該方法能正確地解算衛(wèi)星的仰角信息。表1給出了仰角差值的均方差統(tǒng)計(jì)情況,說(shuō)明仰角信息精度較高,可以作為進(jìn)一步數(shù)據(jù)質(zhì)量分析工作的基礎(chǔ)。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]Korvenoja P, Piche R, Efficient Satellite Orbit Approximation, Proceedings of ION GPS, Salt Lake City, UT, September 19-22, 2000.

        [2]謝鋼.GPS原理與接收機(jī)設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2009,7.

        [3]張旭臣.分段三次Hermite插值在水文上的應(yīng)用[J].南水北調(diào)與水利科技,2009,7(5).

        [責(zé)任編輯:湯靜]

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