分段三次Hermite插值計算GNSS系統衛星仰角

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系統衛星仰角，通過與理論仰角的比較和精度統計，驗證文中方法的正確性。

【關鍵詞】GNSS系統；衛星仰角；分段三次Hermite插值

0 引言

在全球衛星定位技術方興未艾之際，隨著越來越多新技術、新產品的研制開發，在產品定型之前，需要盡可能的發現潛在的問題，確保技術產品的可靠性。試驗條件下事后數據處理工作的重要性逐漸受到人們的關注和認可。

數據分析工作中經常需要篩選出高度角在條件區間的數據信息，以衡量接收機數據質量的指標，如偽距精度、載波精度、完整率等等。本文的工作定位于根據接收機記錄的高頻觀測數據和星歷文件，計算衛星的仰角，GNSS系統選擇為GPS、GLONASS、Galileo三個系統。

3 算例計算

試驗過程中接收機接收模擬源數字信號，記錄星歷文件、1Hz的觀測數據，數據時長17000s。算例中將文中方法根據記錄的觀測數據、星歷文件解算的衛星仰角，和模擬源仿真數據的衛星仰角作比對，驗證文中方法在GNSS系統衛星仰角計算的正確性。

下面依次給出了GPS、GLONASS和Galileo三個系統的衛星仰角對比圖。

為便于作圖比較，先將文中方法計算的衛星S的仰角在數值上增加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*表示模擬源的衛星*的仰角，S*+1.0表示文中方法計算的衛星*的仰角數值增加1.0。

GPS系統選取的衛星為03、16、32，三顆衛星的仰角信息如圖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，能真實地反映出衛星起落現象，同時證實接收機在衛星仰角低于10度時，依然能夠完好地進行信號的跟蹤捕獲。

GLONASS系統選取的衛星為02、14、24，三顆衛星的仰角信息如圖2所示。

Galileo系統選取的衛星為01、08、26，三顆衛星的仰角信息如圖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兩個系統的仰角信息解算，還能真實地反應出衛星出入境的情況。

4 結論

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據做比對，驗證該方法能正確地解算衛星的仰角信息。表1給出了仰角差值的均方差統計情況，說明仰角信息精度較高，可以作為進一步數據質量分析工作的基礎。

【參考文獻】

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[責任編輯：湯靜]