分段三次Hermite插值计算GNSS系统卫星仰角

2016-06-30 12:48李路程
科技视界 2016年15期
关键词:仰角插值接收机

李路程

【摘 要】文中采用300s时间间隔的分段三次Hermite插值多项式计算GNSS系统卫星仰角,通过与理论仰角的比较和精度统计,验证文中方法的正确性。

【关键词】GNSS系统;卫星仰角;分段三次Hermite插值

0 引言

在全球卫星定位技术方兴未艾之际,随着越来越多新技术、新产品的研制开发,在产品定型之前,需要尽可能的发现潜在的问题,确保技术产品的可靠性。试验条件下事后数据处理工作的重要性逐渐受到人们的关注和认可。

数据分析工作中经常需要筛选出高度角在条件区间的数据信息,以衡量接收机数据质量的指标,如伪距精度、载波精度、完整率等等。本文的工作定位于根据接收机记录的高频观测数据和星历文件,计算卫星的仰角,GNSS系统选择为GPS、GLONASS、Galileo三个系统。

3 算例计算

试验过程中接收机接收模拟源数字信号,记录星历文件、1Hz的观测数据,数据时长17000s。算例中将文中方法根据记录的观测数据、星历文件解算的卫星仰角,和模拟源仿真数据的卫星仰角作比对,验证文中方法在GNSS系统卫星仰角计算的正确性。

下面依次给出了GPS、GLONASS和Galileo三个系统的卫星仰角对比图。

为便于作图比较,先将文中方法计算的卫星S的仰角在数值上增加1.0,再与模拟源记录的理论仰角信息做比对图。图表中MNY_S*表示模拟源的卫星*的仰角,S*+1.0表示文中方法计算的卫星*的仰角数值增加1.0。

GPS系统选取的卫星为03、16、32,三颗卫星的仰角信息如图1所示。

图1表明文中方法计算的GPS仰角与模拟源的变化过程相符,能真实地反映出卫星起落现象,同时证实接收机在卫星仰角低于10度时,依然能够完好地进行信号的跟踪捕获。

GLONASS系统选取的卫星为02、14、24,三颗卫星的仰角信息如图2所示。

Galileo系统选取的卫星为01、08、26,三颗卫星的仰角信息如图3所示。

图2-图3中文种方法计算的仰角与模拟源理论值的吻合,不仅表明了文中方法同样适用于GLONASS、Galileo两个系统的仰角信息解算,还能真实地反应出卫星出入境的情况。

4 结论

综上所述,本文方法给出了详细的解算过程,通过与模拟源的理论数据做比对,验证该方法能正确地解算卫星的仰角信息。表1给出了仰角差值的均方差统计情况,说明仰角信息精度较高,可以作为进一步数据质量分析工作的基础。

【参考文献】

[1]Korvenoja P, Piche R, Efficient Satellite Orbit Approximation, Proceedings of ION GPS, Salt Lake City, UT, September 19-22, 2000.

[2]谢钢.GPS原理与接收机设计[M].电子工业出版社,2009,7.

[3]张旭臣.分段三次Hermite插值在水文上的应用[J].南水北调与水利科技,2009,7(5).

[责任编辑:汤静]

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