蔡成林，何成文，韋照川

1. 桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004； 2. 廣西精密導(dǎo)航技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林，541004

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一種GPS IIR-M型衛(wèi)星超快星歷鐘差預(yù)報(bào)的高精度修正方法

蔡成林1,2，何成文1,2，韋照川1,2

1. 桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004； 2. 廣西精密導(dǎo)航技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林，541004

Foundation support： The National Natural Science Foundation of China(No.61263028);The Open Fund of Key Laboratory of Time & Frequency Prinary Standards,CAS(No.Y000YR1S01)；Guangxi Key Lab of Wireless Wideband Communication & Signal Processing Foundation(No.GXKL0614107);Innovation Project of GUET Graduate Education(No.YJCXS201530)

摘要：針對(duì)IGS超快星歷鐘差預(yù)報(bào)產(chǎn)品(IGU-P)精度較低及無法滿足高精度實(shí)時(shí)PPP定位精度的問題，提出了一種GPS IIR-M型衛(wèi)星超快星歷鐘差預(yù)報(bào)的高精度修正方法。該方法對(duì)預(yù)報(bào)值的第一個(gè)數(shù)據(jù)與IGU觀測(cè)部分(IGU-O)數(shù)據(jù)的最后一個(gè)歷元做差，根據(jù)差值對(duì)整個(gè)IGU-O差分序列的影響程度來確定精度修正的大小和方向，從而實(shí)現(xiàn)IIR-M型衛(wèi)星高精度預(yù)報(bào)的效果。經(jīng)過IGU實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果表明，在短期預(yù)報(bào)6 h范圍內(nèi)，本文提出的精度修正方法可使3種預(yù)報(bào)方案在原有預(yù)報(bào)精度基礎(chǔ)上分別提升6.13%、3.9%和3.48%，預(yù)報(bào)精度分別控制在0.599 ns、0.570 ns和0.531 ns，且均優(yōu)于IGU-P產(chǎn)品預(yù)報(bào)精度。

關(guān)鍵詞：IIR-M；鐘差預(yù)報(bào)；精度修正；自適應(yīng)動(dòng)態(tài)法；IGU-P；IGU-O

隨著科技的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，人類對(duì)各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)提供實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位(real time precise point positioning，RTPPP)服務(wù)有著迫切的需求。當(dāng)采用超快產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)RTPPP功能時(shí)，需要配套使用高精度的軌道和鐘差數(shù)據(jù)[1-3]。自2007年GPS采用新一代衛(wèi)星(Block IIR-M)發(fā)射后，超快衛(wèi)星軌道的預(yù)報(bào)精度得到了大幅提升，可以滿足RTPPP定位精度需求[4-5]；而超快速鐘差在24 h內(nèi)的預(yù)報(bào)精度仍一直處于3 ns量級(jí)，同時(shí)國際全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航服務(wù)組織(The International GNSS Service，IGS)發(fā)布的IGU產(chǎn)品(包含觀測(cè)部分(IGU-O)和預(yù)報(bào)部分(IGU-P))會(huì)滯后3 h，故其難以滿足RTPPP的定位精度需求[4-6]。因此，為了盡可能地滿足RTPPP服務(wù)的需求，對(duì)超快星歷鐘差預(yù)報(bào)精度的改進(jìn)工作具有重要意義[7-8]。

就鐘差數(shù)據(jù)成分而言，衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)由趨勢(shì)項(xiàng)成分、周期項(xiàng)成分和隨機(jī)項(xiàng)成分組成，然而由于星載原子鐘易受太空星體引力與外界環(huán)境的影響，衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)呈現(xiàn)高度非線性特點(diǎn)[5,9-11]。在傳統(tǒng)譜分析模型中，趨勢(shì)項(xiàng)成分常可以采用一次項(xiàng)線性直線或二次項(xiàng)曲線進(jìn)行擬合，周期項(xiàng)成分可以采用譜分析技術(shù)進(jìn)行分析，而隨機(jī)項(xiàng)成分可以采用混沌理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和時(shí)間序列模型等技術(shù)進(jìn)行建模研究[5,9-10,12-20]。另外，就鐘差數(shù)據(jù)特征而言，由于各顆衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)存在鐘跳頻繁現(xiàn)象[5,19,21]，導(dǎo)致鐘差預(yù)報(bào)精度由于擬合數(shù)據(jù)長度降低或預(yù)報(bào)模型參數(shù)估計(jì)精度降低而變得較差。因此，這些客觀因素與主觀因素相結(jié)合，最終使得衛(wèi)星鐘差的高精度預(yù)報(bào)工作相對(duì)較難。

目前，IGS采用傳統(tǒng)的譜分析模型來預(yù)報(bào)衛(wèi)星鐘差，而IGU-P在24 h范圍內(nèi)的預(yù)報(bào)精度一直控制在3 ns以內(nèi)[6]。故針對(duì)IGU-P預(yù)報(bào)精度不高的問題，文獻(xiàn)[4—5]提出了一種對(duì)IGU-O數(shù)據(jù)的最后5個(gè)歷元重新擬合趨勢(shì)項(xiàng)的方法來改進(jìn)起點(diǎn)偏差，并取得了較好的預(yù)報(bào)效果。

在基于中位數(shù)法(median of absolute deviation，MAD)精確探測(cè)粗差和鐘跳的基礎(chǔ)上，本文提出了一種針對(duì)GPS IIR-M型衛(wèi)星超快速鐘差預(yù)報(bào)的高精度修正方法。首先，采用趨勢(shì)項(xiàng)用一次項(xiàng)線性直線擬合的譜分析模型、趨勢(shì)項(xiàng)用二次項(xiàng)曲線擬合的譜分析模型和文獻(xiàn)[21]的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行鐘差建模預(yù)報(bào)；其次，對(duì)3個(gè)模型預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的第一個(gè)值分別與IGU-O的最后一個(gè)鐘差歷元做差，依據(jù)差值是否在IGU-O差分序列范圍內(nèi)進(jìn)而判斷出精度修正值的大小與方向，并最終運(yùn)用修正值分別對(duì)3個(gè)模型的預(yù)報(bào)值進(jìn)行精度修正。最后，分別對(duì)比3個(gè)模型在不采用和采用精度修正兩種情況下的預(yù)報(bào)精度，從而充分驗(yàn)證本文精度修正方法改進(jìn)功能的有效性和穩(wěn)定性。

1IGS超快速鐘差預(yù)報(bào)高精度修正方法

1.1傳統(tǒng)譜分析模型

因衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)鐘跳現(xiàn)象頻繁，故對(duì)鐘差數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢測(cè)顯得非常重要[5,22]。本文采用MAD法對(duì)鐘差頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差和鐘跳的探測(cè)，其表達(dá)式如下

(1)

式中，m為鐘差頻率數(shù)據(jù)的中間數(shù)，即

(2)

當(dāng)衛(wèi)星超快速鐘差觀測(cè)頻率數(shù)據(jù)yi>(m+n*MAD)或yi<(m-n*MAD)時(shí)(本文將n值統(tǒng)一設(shè)置為3)，可以判斷其為異常點(diǎn)。一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為短期內(nèi)(1 h內(nèi))鐘跳或者粗差最多發(fā)生一次，故可根據(jù)異常點(diǎn)是否連續(xù)，來判斷其為粗差點(diǎn)或鐘跳點(diǎn)[21]。

(3)

(4)

式(3)為趨勢(shì)項(xiàng)采用一階線性直線擬合的譜分析模型，式(4)為趨勢(shì)項(xiàng)采用二階曲線擬合的譜分析模型。兩個(gè)公式中，a為鐘差相位系數(shù)，又稱鐘差預(yù)報(bào)起點(diǎn)；b和c分別為鐘速和鐘漂系數(shù)；t為歷元時(shí)刻；N為顯著周期項(xiàng)數(shù)目；Ai、θi和φi分別為最小二乘正弦擬合函數(shù)的幅值、角度和相位；ψ(t)為鐘差隨機(jī)項(xiàng)成分。因?yàn)棣?t)幅值較小且對(duì)鐘差預(yù)報(bào)精度影響非常有限，故本文不對(duì)該隨機(jī)項(xiàng)作額外研究。

就目前實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品而言，IGS提供的IGU產(chǎn)品是世界上精度最高且性能最穩(wěn)定的產(chǎn)品之一，若僅僅采用上述的傳統(tǒng)譜分析模型對(duì)超快星歷鐘差數(shù)據(jù)進(jìn)行建模預(yù)報(bào)，其效果與IGU-P產(chǎn)品差不多，因而有必要從根本上對(duì)該模型的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度修正。

1.2文獻(xiàn)[21]的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)方案設(shè)計(jì)

針對(duì)鐘差數(shù)據(jù)趨勢(shì)項(xiàng)階數(shù)難以確定及鐘跳現(xiàn)象普遍存在的問題，文獻(xiàn)[21]根據(jù)鐘差數(shù)據(jù)不同的趨勢(shì)項(xiàng)擬合階數(shù)特性、不同的數(shù)據(jù)修復(fù)方式和不同的數(shù)據(jù)截取方式，有針對(duì)性地提出多種備選預(yù)報(bào)方案，從而組建成自適應(yīng)動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)模型[21]。文獻(xiàn)[21]選取多個(gè)IGU文件依次迭代采用備選方案進(jìn)行預(yù)報(bào)，并統(tǒng)計(jì)平均預(yù)報(bào)精度，選取精度最高的預(yù)報(bào)方案作為該顆衛(wèi)星接下來需要預(yù)報(bào)的IGU文件的預(yù)報(bào)方案[21]。因最佳方案的選取可以提前確定，因而該方法可以大量減少計(jì)算量和提高效率。該最佳方案篩選和預(yù)報(bào)示意圖大致如圖1所示。

圖1　文獻(xiàn)[21]的自適應(yīng)最佳方案篩選示意圖Fig.1　Adapted prediction scheme of literature [21]

圖1中，從IGU文件到預(yù)報(bào)方案這個(gè)過程中需要經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)預(yù)處理操作。主要包括MAD法精確探測(cè)粗差和鐘跳、對(duì)鐘跳發(fā)生前的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)或者刪除，以及消除粗差對(duì)鐘差數(shù)據(jù)序列的影響等。備選方案與該預(yù)報(bào)流程的具體信息可參考文獻(xiàn)[21]。

1.3預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精度修正方案設(shè)計(jì)

盡管IGS的IGU-P預(yù)報(bào)精度相對(duì)較高，但因無法滿足RTPPP定位精度要求而受到科研工作人員的廣泛關(guān)注。因而本文提出的精度修正方案對(duì)于提升其預(yù)報(bào)精度和提高RTPPP的定位精度具有重要參考價(jià)值。

起點(diǎn)偏差可以解釋為IGU-P起始預(yù)報(bào)點(diǎn)精度與零點(diǎn)之間存在或多或少的偏差，因而有必要對(duì)鐘差預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度修正[4-5]。MAD法依靠鐘差一階差分后的頻率數(shù)據(jù)序列可以有效探測(cè)出粗差和鐘跳的位置，故本文試圖對(duì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的第一個(gè)值與IGU-O最后一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次差分操作來探測(cè)出精度修正的方向與大小。

本文提出的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精度修正方法的公式設(shè)計(jì)如下

Z=P1-IGUO(96)

(5)

D(n)=IGUO(n+1)-IGUO(n)n=1,2,…,95

(6)

(7)

clk′(t)=P-Q

(8)

式(5)中，P1為IGU文件在所選預(yù)報(bào)模型下的第一個(gè)預(yù)報(bào)值；IGUO為IGU的觀測(cè)數(shù)據(jù)部分；則Z是第一個(gè)預(yù)報(bào)值與IGU觀測(cè)數(shù)據(jù)部分最后一個(gè)歷元的差值。式(6)的序列D為IGU鐘差觀測(cè)數(shù)據(jù)的一階差分序列，因IGU-O采樣間隔為15 min，24 h共計(jì)96個(gè)數(shù)據(jù)，故序列D含有95個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)。式(7)為預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精度修正值Q的計(jì)算公式，F(xiàn)為精度修正放大倍數(shù)，取值范圍F∈[0,2]，當(dāng)Z>max(D)或者Z

1.4預(yù)報(bào)方案流程

假設(shè)方案1為趨勢(shì)項(xiàng)采用一階線性直線擬合的譜分析模型；方案2為趨勢(shì)項(xiàng)采用二階曲線擬合的譜分析模型；方案3為文獻(xiàn)[21]的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型。

結(jié)合前面的改進(jìn)策略與介紹，本文提出的高精度鐘差預(yù)報(bào)修正算法流程具體如下：

(1) 讀取IGU文件，獲取相應(yīng)的IGU-O數(shù)據(jù)和IGU-P數(shù)據(jù)。

(2) 對(duì)IGU-O數(shù)據(jù)運(yùn)用MAD法精確探測(cè)粗差與鐘跳位置。

(3) 方案1和方案2均采用對(duì)粗差進(jìn)行剔除的操作，而對(duì)鐘跳影響不考慮的策略，方案3的具體處理策略請(qǐng)參考文獻(xiàn)[21]。

(4) 在上一步策略下，進(jìn)行各個(gè)方案的趨勢(shì)項(xiàng)擬合、頻譜分析周期項(xiàng)，確定擬合系數(shù)并獲取預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。

(5) 對(duì)上一步3個(gè)方案的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)作兩種處理操作。第1種處理策略：不作任何精度修正；第2種處理策略：對(duì)3個(gè)方案的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行本文提出的精度修正操作。結(jié)合IGU-P本身的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，總共可以得到7組預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；

(6) 對(duì)上一步的7組預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)分別與對(duì)應(yīng)預(yù)報(bào)時(shí)刻的下一個(gè)IGU文件中IGU-O數(shù)據(jù)做差，獲取7組預(yù)報(bào)精度數(shù)據(jù)并保存[8]；

(7) 進(jìn)入下一個(gè)IGU文件建模預(yù)報(bào)，程序跳至第1步，直到所選取的文件結(jié)束，跳出該循環(huán)；

(8) 統(tǒng)計(jì)各個(gè)文件7組預(yù)報(bào)精度數(shù)據(jù)的平均值。

2試驗(yàn)仿真結(jié)果與分析

為充分體現(xiàn)本文方法可以獨(dú)立對(duì)GPS IIR-M型衛(wèi)星超快速鐘差預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度修正的作用，試驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)從IGS網(wǎng)站(ftp:∥cddis.gsfc.nasa.gov)上下載，下載文件從igu18492_18.sp3到igu18500_06.sp3，共19個(gè)超快星歷文件(所選文件中，Block IIR-M衛(wèi)星共7顆，分別為PRN05、PRN07、PRN12、PRN15、PRN17、PRN29和PRN31)。仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)上，對(duì)這19個(gè)IGU文件分別按照前述3個(gè)方案進(jìn)行建模預(yù)報(bào)，具體處理過程參考前面的預(yù)報(bào)流程。需要說明的是，IGU文件分為IGU-O部分和IGU-P部分，各占24 h，因而第1個(gè)IGU文件的IGU-P數(shù)據(jù)的參考真值應(yīng)該是第2個(gè)IGU文件對(duì)應(yīng)時(shí)刻的觀測(cè)部分?jǐn)?shù)據(jù)。最后將3個(gè)預(yù)報(bào)方案下不采用和采用本文提出的精度修正方法下產(chǎn)生的6組預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，以及IGU-P前24個(gè)歷元數(shù)據(jù)分別與對(duì)應(yīng)時(shí)刻上的IGU-O數(shù)據(jù)做差，得到短期預(yù)報(bào)6 h內(nèi)3個(gè)預(yù)報(bào)方案方法下的7組超快速鐘差預(yù)報(bào)精度數(shù)據(jù)。

對(duì)同一顆衛(wèi)星的鐘差預(yù)報(bào)精度采用均方根誤差(RMS)進(jìn)行計(jì)算，RMS計(jì)算公式有

(9)

式中，N為預(yù)報(bào)歷元總數(shù)，本文中N為24；Δεi為鐘差預(yù)報(bào)值與相應(yīng)的IGU-O參考真值之差。本文方法相對(duì)IGU-P產(chǎn)品的提升精度記為

F=(IGUP-C)

(10)

故平均精度提升幅度百分比的計(jì)算公式如下

(11)

式中，F(xiàn)為預(yù)報(bào)方案較IGU-P產(chǎn)品的提升精度大??；P為提升幅度百分比；IGUP為IGU-P的預(yù)報(bào)精度；C為本文中各個(gè)方案預(yù)報(bào)的平均精度。

圖2為GPS IIR-M型7顆衛(wèi)星在19個(gè)IGU文件迭代預(yù)報(bào)過程中的統(tǒng)計(jì)平均精度曲線圖。表1為GPS IIR-M型7顆衛(wèi)星在19個(gè)IGU文件中超快速鐘差預(yù)報(bào)6 h的統(tǒng)計(jì)平均精度表。圖2和表1中各符號(hào)的含義如下：A為IGU-P；F1為方案1；F2為方案2；F3為方案3；FX1為附加精度修正的方案1；FX2為附加精度修正的方案2；FX3為附加精度修正的方案3；P1為F1提升精度百分比；P2為F2提升精度百分比；P3為F3提升精度百分比；PX1為FX1提升精度百分比；PX2為FX2提升精度百分比；PX3為FX3提升精度百分比。表1為IIR-M型各顆衛(wèi)星超快速鐘差預(yù)報(bào)6 h的統(tǒng)計(jì)平均精度表，單位為10-9s。

表1　IIR-M 型各顆衛(wèi)星超快速鐘差預(yù)報(bào)6 h的統(tǒng)計(jì)平均精度

圖2　GPS IIR-M型衛(wèi)星的鐘差預(yù)報(bào)統(tǒng)計(jì)平均精度Fig.2　Six hours of prediction results for the 7 GPS IIR-M satellites

結(jié)合圖2中的曲線和表1中的數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)論：

(1) 方案1在PRN07、PRN15、PRN29和PRN31 4顆衛(wèi)星的預(yù)報(bào)精度方面優(yōu)于方案2，但是整體平均精度提升百分比卻低于方案2。一方面說明配備Rb原子鐘的IIR-M多數(shù)衛(wèi)星在被分析的時(shí)段內(nèi)其趨勢(shì)項(xiàng)可以用一階線性直線擬合，少數(shù)衛(wèi)星可以用二次項(xiàng)曲線擬合；另一方面，相同類型原子鐘在不同衛(wèi)星上呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)項(xiàng)階數(shù)，說明鐘差數(shù)據(jù)易受衛(wèi)星運(yùn)行環(huán)境的影響。

(2) 在不添加本文精度修正的3個(gè)方案中，方案3(F3)不論是在單顆衛(wèi)星預(yù)報(bào)上，還是整體精度提升上，其精度都是最高的。這充分說明文獻(xiàn)[21]采用的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型對(duì)于超快速鐘差的建模預(yù)報(bào)具有顯著優(yōu)勢(shì)，也側(cè)面論證了超快速鐘差的時(shí)變特性和非線性特性。

(3) 在添加本文精度修正的3個(gè)預(yù)報(bào)方案中，除了PRN15號(hào)衛(wèi)星外，其余各顆衛(wèi)星相應(yīng)模型的預(yù)報(bào)精度均優(yōu)于不添加本文精度修正算法的對(duì)應(yīng)模型，且使得添加本文修正算法的3個(gè)模型(FX1、FX2和FX3)在原有預(yù)報(bào)精度(F1、F2和F3)上可以分別提高6.13%、3.9%和3.48%，充分論證本文精度修正算法可以獨(dú)立提升預(yù)報(bào)模型的精度。

(4) PRN15號(hào)衛(wèi)星因?yàn)闆]有滿足本文精度修正方法的判決條件，故其添加精度修正算法的預(yù)報(bào)曲線與不添加修正的曲線相重合。

(5) 個(gè)別衛(wèi)星預(yù)報(bào)精度曲線中方案3(F3)的曲線與方案1(F1)或者方案2(F2)存在重合的情況。因?yàn)榉桨?為自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型，該模型中存在多種備選預(yù)報(bào)子模型，固然存在方案1和方案2的子預(yù)報(bào)模型。當(dāng)自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型在篩選最佳預(yù)報(bào)模型時(shí)，如果方案1或方案2一直被選取為最佳預(yù)報(bào)方案時(shí)就會(huì)出現(xiàn)上述情況。

(6) 相對(duì)IGU-P的統(tǒng)計(jì)平均預(yù)報(bào)精度(0.616 ns)，其他6種預(yù)報(bào)方法的統(tǒng)計(jì)平均預(yù)報(bào)精度分別為0.642 ns(F1)、0.596 ns(F2)、0.553 ns(F3)、0.599 ns(FX1)、0.570 ns(FX2)和0.531 ns(FX3)。

盡管本文提出的精度修正方法對(duì)3個(gè)方案的預(yù)報(bào)精度分別提升了6.13%、3.9%和3.48%，提升幅度有限，但是該精度修正方法卻可以獨(dú)立于選用的模型而提升精度，這個(gè)獨(dú)立提升預(yù)報(bào)精度的作用對(duì)于我國iGMAS網(wǎng)站提升4系統(tǒng)(GPS、BDS、GLONASS、Galileo)中超快速鐘差預(yù)報(bào)產(chǎn)品的精度具有重要參考意義。

3總結(jié)與展望

本文提出了一種針對(duì)GPS IIR-M型衛(wèi)星超快星歷鐘差預(yù)報(bào)的高精度修正方法。首先，采用趨勢(shì)項(xiàng)用一次項(xiàng)線性直線擬合的譜分析模型、趨勢(shì)項(xiàng)用二次項(xiàng)曲線擬合的譜分析模型和文獻(xiàn)[21]的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行鐘差建模預(yù)報(bào)；其次，分別對(duì)3個(gè)方案的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度修正。最后，分別對(duì)比3個(gè)方案在不采用和采用精度修正兩種情況下的預(yù)報(bào)精度，從而充分驗(yàn)證本文提出的精度修正方法可以獨(dú)立于所采用的模型而提升精度的有效性和穩(wěn)定性。結(jié)合本文，筆者還需要對(duì)以下問題做作一步研究：

(1) 盡管本文提出的精度修正方法對(duì)IIR-M型衛(wèi)星具有顯著且穩(wěn)定有效的改進(jìn)作用，但是針對(duì)IIR和IIF型衛(wèi)星的改進(jìn)策略仍然需要作進(jìn)一步研究。

(2) 本文提出的精度修正方法具有很好的改進(jìn)效果，然而如何對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)降噪以保證IGU-O差分序列更加真實(shí)地反映精度的大小和方向，是今后研究工作的重要內(nèi)容。

(3) 本文MAD法中的n值統(tǒng)一設(shè)置為3，至于n值對(duì)探測(cè)結(jié)果和預(yù)報(bào)精度的影響程度以及如何自適應(yīng)調(diào)整n值，需要作一步研究。

(4) 本文精度修正方法存在一定的適用條件，當(dāng)超快速鐘差觀測(cè)部分?jǐn)?shù)據(jù)最后一個(gè)歷元存在粗差或者鐘跳時(shí)，對(duì)應(yīng)的精度修正方法需要作進(jìn)一步研究。

致謝：感謝長安大學(xué)黃觀文老師在2015年CPGPS暑期學(xué)校期間的悉心指導(dǎo)。

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(責(zé)任編輯：陳品馨)

修回日期： 2016-04-02

First author： CAI Chenglin(1969—),male, PhD, professor,majors in satellite navigation and wireless communication.

E-mail： chengcailin@126.com

E-mail： cwhe_10@163.com

中圖分類號(hào)：P228

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-1595(2016)07-0782-07基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(61263028)；中國科學(xué)院時(shí)間頻率基準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(Y000YR1S01)；廣西無線寬帶通信與信號(hào)處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任基金(GXKL0614107)；桂林電子科技大學(xué)研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃(YJCXS201530)

收稿日期：2016-01-13

第一作者簡介：蔡成林(1969—)，男，博士，教授，主要從事衛(wèi)星導(dǎo)航與無線通信研究。

通信作者：何成文

Corresponding author：HE Chengwen

A High-precision Correction Method of Ultra-rapid Ephemeris Clock Bias Prediction for GPS Block IIR-M Satellites

CAI Chenglin1，2,HE Chengwen1，2,WEI Zhaochuan1，2

1. Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China; 2. Guangxi Key Laboratory of Precision Navigation Technology and Application,Guilin 541004, China

Abstract：A high-precision correction algorithm based on the block IIR-M satellites is proposed to improve the precision of IGS ultra-rapid predicted (IGU-P) products. In order to ensure that the real-time precise point positioning (RTPPP) with high positioning accuracy could come true, it is attempted to get the difference between the first prediction data and the last epoch of IGS ultra-rapid observed (IGU-O), and then to compute the value and determine the direction of accuracy revised value based on influence of the degree of residual value to difference sequence of IGU-O. The numerical examples with the data set of 19 IGU files showed that the prediction accuracy of proposed method was superior to three basic models and IGU-P within 6 hours, the rate of improved accuracy range from 3.48% to 6.13%, and average prediction accuracy of corresponding models were, in order,0.599 ns,0.570 ns and 0.531 ns.

Key words：Block IIR-M satellites; clock bias prediction; accuracy correction; adaptive dynamic method; IGU-P;IGU-O

引文格式：蔡成林，何成文，韋照川.一種GPS IIR-M型衛(wèi)星超快星歷鐘差預(yù)報(bào)的高精度修正方法[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2016,45(7)：782-788. DOI:10.11947/j.AGCS.2016.20160017.

CAI Chenglin,HE Chengwen,WEI Zhaochuan.A High-precision Correction Method of Ultra-rapid Ephemeris Clock Bias Prediction for GPS Block IIR-M Satellites[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2016,45(7):782-788. DOI:10.11947/j.AGCS.2016.20160017.