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1、测绘工程10-1班,卫星钟差改正,2,钟差钟读数与真实系统时间之间的差异时钟的特性钟差对卫星测距的影响,钟差,钟偏,钟速/钟漂/频偏,钟的老化率/频漂,随机项,真实距离,真实接收时间,接收机钟差,真实发射时间,卫星钟差,1.时钟特性及其对卫星测距的影响,1.采用广播星历中的钟差改正参数进行改正,在精度要求不高的情况下使用,钟差多项式,2.卫星钟差及其处理方法,处理方法：,2.采用相对定位或差分,2.卫星钟差及其处理方法,处理方法：,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正数,2.卫星钟差及其处理方法,处理方法：,IGS 发布的GPS精密星历(*.SP3文件)是WGS-84坐标系间隔为15min的每
2、颗卫星的三维坐标(x y z),GPS精密数据处理需要间隔1s的卫星坐标。,GPS接收机的采样率一般为30s或者15s甚至更密,IGS发布的钟差为5min(*.clk文件)和30s(*.clk_30s文件)间隔的。,卫星坐标,钟差,不符,处理方法：内插,存在问题：,不符,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,1.Lagrange(拉格朗日）多项式插值,设有n+1个节点时刻t0,t1tn对应的精密星历坐标某项(或钟差)为:y0,y1 yn,则计算任意时刻卫星坐标(或钟差)的n阶插值多项式为:,利用公式分别对卫星坐标的三个分量(x y z)和钟差进行插值计算,得到观测时刻卫星的坐标和钟差。,T
3、(t),t,t,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,缺点：用拉格朗日插值多项式计算数值,当精度不够,增加节点时,因基函数和每一个节点有关,原来的数据都不能利用,要重新计算,2.Neville（内维尔）插值基本思路：Neville插值是一种线性逐次插值, 是通过低一次多项式的组合来获得高一次插值多项式。基本做法：首先求出若干个一次插值多项式的值,利用它们之间的两两组合得到若干个二次插值多项式,进一步利用这些二次多项式间的两两组合来得到若干个三次多项式,采用迭代方式进行。设有n+1个节点时刻t0,t1 tn对应的精密星历坐标某项(或钟差)为:y0,y1 yn,令Ti,O=yi(i=0,1,2
4、,n),则有：,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,按表1生成的逐次插值结果,每做一步检查一次插值的精度,如不满足则继续增加节点,无需重新计算前面的插值,直到满足为止。当|Ti,j-Ti-1,j-1|E(E为设定的允许误差)时,即可认为Ti,j为Neville的插值结果。,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,优 点：有很好的承袭性，以前算的数据都可以用，经常使用,3.Newton（牛顿）多项式插值设有n个节点时刻t1,t2tn对应的精密星历坐标某项(或钟差)f(t1),f(t2) f(tn),则牛顿插值的表达式为：,Pn(t)即为所需内插时
5、刻的对应卫星坐(或钟差)的插值结果。,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,插值点位于节点中间附近位置。分别运用三种内插方法,使用不同阶数得到的卫星坐标分量和钟差以及它们与真值的差值如表2所示。,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,精度如何？,表2中发现当插值阶数大于9阶时,三种插值方法表现出一致性,三种插值方法的坐标插值精度都可以达到毫米级,钟差的插值精度可以小于ns级,这些完全满足事后精密定位的要求。但随着阶数的提高,插值精度并没有明显提高。插值阶数为8阶以下时插值精度有明显下降,不能满足精密定位的要求。,规 律：,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,当插值点位于所选取节点
6、的两端时,选取同一天的精密星历来内插,三种方法的插值结果如下:,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,通过表3,发现当插值点不在节点中央时,三种插值方法仍然表现出一致性,且都在9阶的时候达到精度最高,随着插值阶数的增大精度反而降低,插值精度在厘米或分米级甚至更低,并且变化迅速。,规律：,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,总结,1.时钟特性及其对卫星测距的影响 （钟差多项式改正）,2.卫星钟差及其处理方法,3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,3.Newton（牛顿）多项式插值,2.Neville（内维尔）插值,1.利用广播星历2.相对定位或差分3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正参数,1.Lagrange（拉格朗日）多项式插值,1.不可直接用,2.内插处理,3.精度,卫星钟差改正,谢谢观看,
