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      分段三次Hermite插值計算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

      李路程

      【摘 要】文中采用300s時間間隔的分段三次Hermite插值多項式計算GNSS系統(tǒng)衛(wèi)星仰角,通過與理論仰角的比較和精度統(tǒng)計,驗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,隨著越來越多新技術(shù)、新產(chǎn)品的研制開發(fā),在產(chǎn)品定型之前,需要盡可能的發(fā)現(xiàn)潛在的問題,確保技術(shù)產(chǎn)品的可靠性。試驗條件下事后數(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,以衡量接收機數(shù)據(jù)質(zhì)量的指標,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)接收機記錄的高頻觀測數(shù)據(jù)和星歷文件,計算衛(wèi)星的仰角,GNSS系統(tǒng)選擇為GPS、GLONASS、Galileo三個系統(tǒng)。

      3 算例計算

      試驗過程中接收機接收模擬源數(shù)字信號,記錄星歷文件、1Hz的觀測數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)時長17000s。算例中將文中方法根據(jù)記錄的觀測數(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,驗證文中方法在GNSS系統(tǒng)衛(wèi)星仰角計算的正確性。

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

      為便于作圖比較,先將文中方法計算的衛(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表明文中方法計算的GPS仰角與模擬源的變化過程相符,能真實地反映出衛(wèi)星起落現(xiàn)象,同時證實接收機在衛(wèi)星仰角低于10度時,依然能夠完好地進行信號的跟蹤捕獲。

      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兩個系統(tǒng)的仰角信息解算,還能真實地反應出衛(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的解算過程,通過與模擬源的理論數(shù)據(jù)做比對,驗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)計情況,說明仰角信息精度較高,可以作為進一步數(shù)據(jù)質(zhì)量分析工作的基礎。

      【參考文獻】

      [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原理與接收機設計[M].電子工業(yè)出版社,2009,7.

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

      [責任編輯:湯靜]

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