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摘要:本文旨在深入分析BDSBAS和PPP-B2b基本原理和性能的基礎(chǔ)上,論證統(tǒng)籌建設(shè)BDSBAS和PPP-B2b的可行性,給出BDSBAS和PPP-B2b綜合發(fā)展的策略及優(yōu)化方法。
星基增強服務(wù)(BDSBAS)和精密單點定位服務(wù)(PPP-B2b)是BDS-3的兩種嵌入式星基增強服務(wù),它們是BDS-3的重要組成部分,也是BDS-3的兩項特色服務(wù)內(nèi)容。兩者本質(zhì)上均屬于差分增強服務(wù),其中BDSBAS為偽距差分增強,而PPP-B2b服務(wù)為載波相位差分增強,這使得兩者的改正產(chǎn)品非常相似,基本原理也非常相近。
本文旨在深入分析BDSBAS和PPP-B2b基本原理和性能的基礎(chǔ)上,論證統(tǒng)籌建設(shè)BDSBAS和PPP-B2b的可行性,給出BDSBAS和PPP-B2b綜合發(fā)展的策略及優(yōu)化方法。
一、BDSBAS服務(wù)性能
采用北京、三亞、拉薩、且末、上海、西安和昆明站數(shù)據(jù)進(jìn)行了BDSBAS的精度評定,結(jié)果表明,BDSBAS單頻定位性能滿足國際民航一類精密進(jìn)近要求,水平定位精度好于2.1m(95%統(tǒng)計精度),高程定位精度好于3.5m(95%統(tǒng)計精度)。其中,中國周邊地區(qū)定位精度略低,主要原因為地面監(jiān)測站僅限于中國境內(nèi),電離層模型的連續(xù)性相對較差。
表1 BDSBAS單頻和雙頻服務(wù)定位精度
二、BDS-3 PPP-B2b服務(wù)性能
哈爾濱測繪儀器公司提示您選擇iGMAS測站北京站(BJF1)、上海站(SHA1)、昆明站(KUN)和MGEX武漢站(WUH2)五天觀測數(shù)據(jù)對BDS-3PPP-B2b動態(tài)PPP定位性能進(jìn)行評估。結(jié)果表明,基于PPP-B2b改正的BDS-3實時PPP可實現(xiàn)動態(tài)分米級的定位精度,其收斂后水平定位精度優(yōu)于15cm,高程方向定位精度優(yōu)于20cm。若要求定位精度好于水平0.3m、高程0.6m,則收斂時間一般小于20min。
表2 BDS-3 PPP-B2b動態(tài)定位性能
三、BDS-3 PPP-B2b服務(wù)與IGS實時PPP的比較
BDS-3 PPP-B2b服務(wù)和IGSRT-PPP在播發(fā)方式、服務(wù)區(qū)域、跟蹤站網(wǎng)、時空基準(zhǔn)和改正數(shù)弧段等方面均存在差異。PPP-B2b服務(wù)采用GEO衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)播發(fā),克服了IGS RT-PPP對Internet設(shè)施的依賴,但PPP-B2b改正產(chǎn)品采用區(qū)域跟蹤站網(wǎng)和星間鏈路數(shù)據(jù)解算得到,僅提供衛(wèi)星部分弧段改正參數(shù),這使得其服務(wù)區(qū)域有限,僅為中國及其周邊地區(qū)用戶提供服務(wù)。此外,不同于IGS實時產(chǎn)品采用WGS84和GPST作為空間和時間基準(zhǔn),PPP-B2b服務(wù)采用北斗坐標(biāo)系(BDCS)和北斗時(BDT)作為空間和時間基準(zhǔn)。
表3 BDS-3 PPP-B2b服務(wù)與IGS RT PPP對比
四、BDSBAS和PPP-B2b統(tǒng)籌建設(shè)發(fā)展思路
從BDSBAS和PPP-B2b基礎(chǔ)設(shè)施(監(jiān)測站網(wǎng)、計算中心、上注信道、改正數(shù)播發(fā)平臺等)共用策略以及改正數(shù)播發(fā)策略等方面分析了統(tǒng)籌建設(shè)BDSBAS和PPP-B2b的可行性和建設(shè)策略。分析表明BDSBAS和PPP-B2b可采用相同的地基監(jiān)測站網(wǎng)和相同的計算中心,BDSBAS的軌道和鐘差改正數(shù)可采用PPP-B2b精密軌道和鐘差,播發(fā)頻率也以PPP-B2b的播發(fā)頻率為基礎(chǔ),而完好性信息也可供BDSBAS和PPP-B2b用戶共同使用。可將BDSBAS和PPP-B2b的產(chǎn)品部分合并,統(tǒng)一編排,整體上注,實現(xiàn)衛(wèi)星播發(fā)平臺共享和上下行信息傳輸通道資源共享。
表4 BDSBAS和PPP-B2b統(tǒng)籌建設(shè)策略
五、采用IGSO衛(wèi)星播發(fā)BDSBAS和PPP-B2b改正信息的可行性分析
采用BDS-3的IGSO與GEO衛(wèi)星共同播發(fā)BDSBAS和PPP-B2b的改正信息,可以確保用戶幾乎無死角使用這兩類星基增強服務(wù)。IGSO衛(wèi)星的加入可增大PPP-B2b信號的覆蓋區(qū)域,減少“南墻效應(yīng)”,提高BDSBAS和PPP-B2b服務(wù)可用性。
BDS-3 GEO衛(wèi)星(左圖)和GEO+IGSO衛(wèi)星(右圖)可見衛(wèi)星數(shù)分布
六、低軌衛(wèi)星參與衛(wèi)星導(dǎo)航增強的可行性分析
低軌衛(wèi)星一方面可以播發(fā)星基增強改正信息,另一方面可與BDS-3衛(wèi)星一起形成高低組合星座,播發(fā)正常的導(dǎo)航定位信號,提升整體星座的幾何強度,進(jìn)而提高BDS-3衛(wèi)星的軌道和鐘差測量精度。低軌星座加入PPP-B2b服務(wù),不僅可以消除“南墻效應(yīng)”,還可以有效提高PPP-B2b的收斂速度。
表5 PPP-B2b+LEO收斂時間統(tǒng)計
(本文作者:楊元喜*、丁群、高為廣、李金龍、許揚胤、孫碧嬌)
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