LEO星载GPS PPP定位周期误差分析及处理策略.pdf

【文章概述】 本文主要探讨了低地球轨道（LEO）卫星使用GPS进行精密单点定位（PPP）过程中出现的周期性误差，并提出了两种处理策略来提高定位精度。研究基于GRACE卫星的星载GPS观测数据，发现在PPP定位中存在每四天重复的误差模式以及相邻两天定位误差的横坐标平移趋势。为解决这些问题，作者提出了基于中位数建模的周期项误差剔除方法和基于平移预报的周期项误差剔除方法。 1. **周期性误差分析** 在分析LEO星载GPS PPP定位时，研究人员发现了两个显著的周期性误差特征： - 第一个特征是定位误差序列每间隔四天的波形基本重合，意味着存在固定的周期性影响。 - 第二个特征是相邻两天的定位误差在时间轴上有平移现象，这可能源于某种系统性的变化或未被模型充分考虑的因素。 2. **误差处理策略** - **中位数建模法**：通过对一组数据序列的中间序列进行建模，识别并剔除周期性误差，这种方法对中间序列的精度提升效果显著。 - **平移预报法**：通过对定位误差序列的平移趋势进行预测并修正，可以稳定地提高整体定位精度。 3. **结果与改进** 通过应用上述两种方法，定位精度从5分米提高到了2分米，三个方向的均方根（RMS）值显著降低，表明这两种方法有效地消除了周期性误差，提高了定位的准确性。 4. **相关背景与应用** - GPS PPP定位在精密定轨、精密定时、精准农业、大气科学研究等领域有广泛的应用，对于低轨卫星尤其重要，如GRACE卫星的任务就是提供高精度的地球重力场数据。 - LEO卫星的定轨方法包括动力学定轨、运动学定轨和简化动力学定轨，每种方法各有优缺点，PPP方式在精度要求不那么高的应用中，提供了简化的数据处理途径。 5. **未来研究方向** - 本文的研究结果为LEO卫星定轨精度的提升提供了新的思路，但还需要进一步探索更高效、更精确的误差消除方法，以适应不同应用场景的需求。 - 对于其他具有类似周期性误差的定位系统，本文提出的方法可能具有借鉴意义。 这篇论文对LEO星载GPS PPP定位中的周期误差进行了深入研究，提出了解决方案，对于提高定位精度和优化定位算法具有实际意义，为相关领域的科研和工程实践提供了有价值的技术参考。