GNSS空間信號精度評估方法

王爾申，王世明，雷 虹，龐 濤，曲萍萍，張 晴

(1.沈陽航空航天大學，a.電子信息工程學院； b.遼寧省通用航空重點實驗室，沈陽 110136；2.沈陽飛機設計研究所電磁環境效應航空科技重點實驗室，沈陽 110035)

0 引言

空間信號(SIS)精度主要包括用戶測距誤差(URE)、用戶測速誤差(URRE)、用戶測加速度誤差(URAE)和世界協調時偏移誤差(UTCOE)4個參數[1-4]。URE是在不包含測量誤差和接收機鐘差的情況下，接收機和衛星之間的真實距離與接收機實際測量的偽距之差[5-7]。諸多文獻采用格網法計算衛星在特定瞬間的URE，由于該方法的計算量較大，所以其又被稱為“暴力法”。此外，可以利用精度更高的激光角反射器來觀測導航衛星得到精密星歷，評估廣播星歷的URE，使用該方法得到的偽距具有更高的精度和可靠性，但存在不能廣泛布站以及觀測數據有限等問題[8-9]。

本文以GPS和BDS為例，針對格網法和激光觀測量法存在的問題，提出了一種基于軌道誤差及鐘差誤差的分段式SIS URE評估模型，分別對GPS和BDS的URE進行了計算。在此基礎上，本文采用交疊式Allan方差法評估了GPS和BDS的URRE和URAE。

1 SIS URE精度

SIS URE是指衛星位置和鐘差的實際值與利用預報導航星歷得到的預測值之差。由于衛星在某一個時刻的真實位置和鐘差是無法準確得到的，通常將事后精密星歷中取得的衛星位置和鐘差數據作為實際值[10]。

通常用瞬時URE和置信度為95%的URE表示SIS URE[11-12]。假設瞬時URE～N(0,σ2)，則在95%置信度下的URE與瞬時URE的標準差的關系為

95%URE=URE(1s)×1.96

(1)

式中，URE(1s)為指定時間段和服務區域內瞬時URE的標準差。

1.1 SIS URE評估模型

將URE分成廣播星歷誤差和預報鐘差誤差兩部分，統計衛星軌道的R，A，C和T，由此得到SIS URE的分段式算式為