薛慧杰:BDS/Galileo星载原子钟长期性能分析及钟差实时预报算法研究论文

薛慧杰:BDS/Galileo星载原子钟长期性能分析及钟差实时预报算法研究论文

本文主要研究内容

作者薛慧杰(2019)在《BDS/Galileo星载原子钟长期性能分析及钟差实时预报算法研究》一文中研究指出:星载原子钟是卫星导航系统的核心部件,其性能直接决定着导航定位和授时的质量。同时,随着卫星导航定位的快速发展,对精度的要求越来越高,因此钟差预报在实际工作中显得尤为重要。基于此,本文通过对事后精密钟差产品和超快速钟差产品的处理和分析,深入研究了BDS、Galileo卫星导航系统的星载原子钟的主要性能指标和钟差预报模型,系统分析了不同卫星钟的性能水平,比较了采用不同精密钟差产品进行BDS星载原子钟性能分析的差异,对比分析了北斗二号卫星原子钟和北斗三号卫星原子钟性能差异,比较了常用预报模型和改进预报模型的实时预报效果,主要研究内容和研究成果如下:(1)分别采用近六年和近五年的精密钟差产品,对BDS和Galileo星载原子钟在轨性能进行了系统评估。结果表明:整体上,北斗卫星钟的万秒稳、日漂移率、残差序列、准确度、天稳定度分别维持在4×10-144×10-13、-3×10-133×10-13、-2×10-92×10-9、1×10-114×10-11、3×10-144×10-13之间;综合各项性能指标,表现最优的是MEO卫星钟,其次是IGSO卫星钟,最差的是GEO卫星钟。对于Galileo卫星钟,万秒稳、日漂移率、残差序列、准确度、天稳定度分别维持1×10-145×10-14、-5×10-145×10-14、-1×10-91×10-9、5×10-135×10-10、1×10-141×10-13之间;整体上,伽利略卫星钟各项性能指标均优于北斗卫星钟。(2)采用2014年至2017年采样间隔为300秒的wum和gbm两种精密钟差产品;分别从数据整天缺失率、准确度,漂移率,稳定性四个方面对BDS星载原子钟进行评估分析。结果表明:在漂移率和万秒稳指标上,采用wum和gbm两种不同的精密钟差产品对GEO卫星钟进行性能分析,所得的结果差异较大,而对IGSO和MEO卫星钟的性能分析结果差别较小。采用wum和gbm钟差产品算出的各卫星千秒稳和准确度差异都非常小,具有很好的一致性。(3)采用的武汉大学分析中心近三个月的BDS-3精密钟差产品,分别从相位、频率、残差、漂移率、稳定性、准确度六个方面对北斗二号和北斗三号卫星原子钟性能进行了对比分析;结果表明:北斗三号卫星原子钟调频调相次数明显减少,残差明显降低,无论是准确度、日漂移率还是稳定度都优于北斗二号卫星原子钟;相比北斗二号卫星原子钟,北斗三号卫星原子钟在准确度和千秒稳指标上提升最为明显,分别提升70%和72%,日漂移率、万秒稳和天稳提升都在50%左右。(4)分别采用常用的四种预报模型(二次多项式模型、灰色模型、谱分析模型、时间序列模型)对BDS/Galileo原子钟的实时预报性能进行评估和比较分析,系统研究比较了上述四种常用钟差预报模型的预报效果。采用北斗超快速钟差数据进行预报试验,对各模型的钟差预报精度和可靠性进行分析和比较,总结了它们的优点与不足。(5)为了进一步提高卫星钟差的实时预报精度,提出了一种将奇异谱分析、灰色模型和抗差估计相结合的卫星钟差实时预报方法。首先通过奇异谱分析方法对钟差进行频谱分析与信号拟合;基于拟合残差,采用抗差灰色模型进行建模和残差预报,综合上述两种模型得到的预报值可获得最终的实时钟差预报值。采用iGMAS超快速钟差产品进行了实验,结果表明:改进的组合模型能有效提高实时钟差的预报精度并能有效控制异常误差的影响,优于常用的四种预报模型。

Abstract

xing zai yuan zi zhong shi wei xing dao hang ji tong de he xin bu jian ,ji xing neng zhi jie jue ding zhao dao hang ding wei he shou shi de zhi liang 。tong shi ,sui zhao wei xing dao hang ding wei de kuai su fa zhan ,dui jing du de yao qiu yue lai yue gao ,yin ci zhong cha yu bao zai shi ji gong zuo zhong xian de you wei chong yao 。ji yu ci ,ben wen tong guo dui shi hou jing mi zhong cha chan pin he chao kuai su zhong cha chan pin de chu li he fen xi ,shen ru yan jiu le BDS、Galileowei xing dao hang ji tong de xing zai yuan zi zhong de zhu yao xing neng zhi biao he zhong cha yu bao mo xing ,ji tong fen xi le bu tong wei xing zhong de xing neng shui ping ,bi jiao le cai yong bu tong jing mi zhong cha chan pin jin hang BDSxing zai yuan zi zhong xing neng fen xi de cha yi ,dui bi fen xi le bei dou er hao wei xing yuan zi zhong he bei dou san hao wei xing yuan zi zhong xing neng cha yi ,bi jiao le chang yong yu bao mo xing he gai jin yu bao mo xing de shi shi yu bao xiao guo ,zhu yao yan jiu nei rong he yan jiu cheng guo ru xia :(1)fen bie cai yong jin liu nian he jin wu nian de jing mi zhong cha chan pin ,dui BDShe Galileoxing zai yuan zi zhong zai gui xing neng jin hang le ji tong ping gu 。jie guo biao ming :zheng ti shang ,bei dou wei xing zhong de mo miao wen 、ri piao yi lv 、can cha xu lie 、zhun que du 、tian wen ding du fen bie wei chi zai 4×10-144×10-13、-3×10-133×10-13、-2×10-92×10-9、1×10-114×10-11、3×10-144×10-13zhi jian ;zeng ge ge xiang xing neng zhi biao ,biao xian zui you de shi MEOwei xing zhong ,ji ci shi IGSOwei xing zhong ,zui cha de shi GEOwei xing zhong 。dui yu Galileowei xing zhong ,mo miao wen 、ri piao yi lv 、can cha xu lie 、zhun que du 、tian wen ding du fen bie wei chi 1×10-145×10-14、-5×10-145×10-14、-1×10-91×10-9、5×10-135×10-10、1×10-141×10-13zhi jian ;zheng ti shang ,ga li lve wei xing zhong ge xiang xing neng zhi biao jun you yu bei dou wei xing zhong 。(2)cai yong 2014nian zhi 2017nian cai yang jian ge wei 300miao de wumhe gbmliang chong jing mi zhong cha chan pin ;fen bie cong shu ju zheng tian que shi lv 、zhun que du ,piao yi lv ,wen ding xing si ge fang mian dui BDSxing zai yuan zi zhong jin hang ping gu fen xi 。jie guo biao ming :zai piao yi lv he mo miao wen zhi biao shang ,cai yong wumhe gbmliang chong bu tong de jing mi zhong cha chan pin dui GEOwei xing zhong jin hang xing neng fen xi ,suo de de jie guo cha yi jiao da ,er dui IGSOhe MEOwei xing zhong de xing neng fen xi jie guo cha bie jiao xiao 。cai yong wumhe gbmzhong cha chan pin suan chu de ge wei xing qian miao wen he zhun que du cha yi dou fei chang xiao ,ju you hen hao de yi zhi xing 。(3)cai yong de wu han da xue fen xi zhong xin jin san ge yue de BDS-3jing mi zhong cha chan pin ,fen bie cong xiang wei 、pin lv 、can cha 、piao yi lv 、wen ding xing 、zhun que du liu ge fang mian dui bei dou er hao he bei dou san hao wei xing yuan zi zhong xing neng jin hang le dui bi fen xi ;jie guo biao ming :bei dou san hao wei xing yuan zi zhong diao pin diao xiang ci shu ming xian jian shao ,can cha ming xian jiang di ,mo lun shi zhun que du 、ri piao yi lv hai shi wen ding du dou you yu bei dou er hao wei xing yuan zi zhong ;xiang bi bei dou er hao wei xing yuan zi zhong ,bei dou san hao wei xing yuan zi zhong zai zhun que du he qian miao wen zhi biao shang di sheng zui wei ming xian ,fen bie di sheng 70%he 72%,ri piao yi lv 、mo miao wen he tian wen di sheng dou zai 50%zuo you 。(4)fen bie cai yong chang yong de si chong yu bao mo xing (er ci duo xiang shi mo xing 、hui se mo xing 、pu fen xi mo xing 、shi jian xu lie mo xing )dui BDS/Galileoyuan zi zhong de shi shi yu bao xing neng jin hang ping gu he bi jiao fen xi ,ji tong yan jiu bi jiao le shang shu si chong chang yong zhong cha yu bao mo xing de yu bao xiao guo 。cai yong bei dou chao kuai su zhong cha shu ju jin hang yu bao shi yan ,dui ge mo xing de zhong cha yu bao jing du he ke kao xing jin hang fen xi he bi jiao ,zong jie le ta men de you dian yu bu zu 。(5)wei le jin yi bu di gao wei xing zhong cha de shi shi yu bao jing du ,di chu le yi chong jiang ji yi pu fen xi 、hui se mo xing he kang cha gu ji xiang jie ge de wei xing zhong cha shi shi yu bao fang fa 。shou xian tong guo ji yi pu fen xi fang fa dui zhong cha jin hang pin pu fen xi yu xin hao ni ge ;ji yu ni ge can cha ,cai yong kang cha hui se mo xing jin hang jian mo he can cha yu bao ,zeng ge shang shu liang chong mo xing de dao de yu bao zhi ke huo de zui zhong de shi shi zhong cha yu bao zhi 。cai yong iGMASchao kuai su zhong cha chan pin jin hang le shi yan ,jie guo biao ming :gai jin de zu ge mo xing neng you xiao di gao shi shi zhong cha de yu bao jing du bing neng you xiao kong zhi yi chang wu cha de ying xiang ,you yu chang yong de si chong yu bao mo xing 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自长安大学的薛慧杰,发表于刊物长安大学2019-11-04论文,是一篇关于星载原子钟论文,性能分析论文,钟差实时预报论文,稳定度论文,漂移率论文,准确度论文,抗差估计论文,奇异谱分析论文,组合模型论文,长安大学2019-11-04论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自长安大学2019-11-04论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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