山东大学北斗/GNSS分析中心
依托威海市卫星导航与遥感重点实验室，卫星导航与遥感团队建立了山东大学北斗/GNSS分析中心。该中心是山东省第一家北斗/GNSS分析中心，为承担北斗相关项目任务奠定了基础，也为课题组研究生搭建优质的科研平台。依托该分析中心，我们承担了国家重点研发计划子课题1项，北斗重大专项子课题2项，并在北斗三号系统建设和高精度产品服务发挥了重要作用。
北斗/GNSS分析中心实现了GPS/GLONASS/Galileo/BDS-2/BDS-3多系统产品服务，提供包括精密轨道、钟差、地球自转参数、对流层、电离层、差分码偏差等产品；在此基础上，实现了从数据获取、处理到数据存储发布，一体化，自动化运行模式。测试结果显示，产品整体精度与国内外机构精度相当，部分产品精度居国际先进水平。
山东大学北斗/GNSS分析中心场景如下图所示。
图 1 山东大学北斗/GNSS分析中心场景
重点研究成果
（a）实现了BDS-2/BDS-3/GPS/GLONASS/Galileo卫星精密轨道确定
北斗/GNSS分析中心利用全球较均匀分布的130左右IGS/MGEX测站，精确确定GNSS卫星轨道，测站分布如图2所示。图3给出了2019年12月15日-12月28日(年积日DOY349-362)各GNSS系统卫星的平均定轨结果。与欧洲定轨中心CODE的MGEX产品COM相比，GPS/GLONASS/Galileo轨道1DRMS分别为1.47cm、3.15cm和1.99cm，BDS-2卫星IGSO/MEO轨道1DRMS为8.21cm；与武汉大学MGEX产品WUM相比，BDS-3卫星轨道1DRMS为5.78cm。
图2 Multi-GNSS定轨测站分布图
图3 Multi-GNSS卫星轨道精度
（b）实现了BDS-2/BDS-3/GPS/GLONASS/Galileo卫星精密钟差确定
在精密轨道确定的基础上，图4分别展示了2019年12月15日-12月28日(年积日DOY349-362) GPS/GLONASS/Galileo/BDS卫星的钟差解算结果。与欧洲定轨中心CODE的MGEX产品COM相比，GPS/GLONASS/Galileo钟差的精度RMS分别为62ps，123 ps和73ps，BDS-2卫星钟差精度RMS为204ps；与武汉大学MGEX产品WUM相比，BDS-3卫星钟差精度RMS为176ps。
图4 Multi-GNSS卫星钟差与COM比较精度结果
（c）GPS/GLONASS/Galileo/BDS联合解算地球自转参数ERP精度分析
利用2019年年积日为349至362天的全球均匀分布的130个IGS及MGEX站的GPS/GLONASS/Galileo/BDS观测数据解算地球自转参数ERP（包括极移X分量Xp和Y分量Yp以及日长变化LOD），测站分布如图2所示，坐标约束测站如图5所示，实验中所有测站坐标采用IGS周解SNX文件坐标，约束测站在X、Y、Z方向坐标约束均为3mm。
图 5 地球自转参数约束测站分布图
图6为采用GPS/GLONASS/Galileo/BDS观测数据联合解算地球自转参数与IGS最终精密ERP产品互差各天精度统计图。
图6地球自转参数ERP与CODE比较精度结果
从图中可以看出，Xp与Yp精度相当，且Yp精度更为稳定，Xp和Yp与IGS最终ERP产品互差的绝对值，除个别天外，均优于0.08mas，LOD的互差绝对值，除个别天外，均优于0.04ms。结果表明，Xp、Yp和LOD统计RMS值分别为：Xp为0.052mas，Yp为0.048mas，LOD为0.030ms。
（d）实现了高精度参考站坐标解算
实现参考站站坐标精密解算，X、Y、Z三方向与IGS-SNX相比，外符合RMS分别为4.1、4.0、4.2 mm；选取全球均匀分布的18测站结果表明月重复性3D-STD平均值约为5.6mm。
图 7 测站站坐标与IGS-SNX文件的外符合RMS和月重复性内符合STD
（e）实现了高精度全球对流层和电离层延迟精确解算
图8给出了2018年7月1日(182)02整点时刻解算的全球对流层延迟结果以及分析中心利用全球分布的400左右测站计算的2018年7月1日(182)02整点的全球电离层TEC分布。
图 8 分析中心解算对流层总延迟与电离层全球电离层GIM
分析中心解算天顶对流层延迟与全球电离层GIM与CODE结果相比RMS分别优于4mm和2TECU，如上图所示。与CODE-TRP结果相比，分析中心解算天顶对流层延迟平均RMS为3.1mm（优于精度指标4mm）,而全球电离层GIM平均RMS精度1.84TECU，具体结果见图9。
图 9 对流层延迟及电离层GIM与CODE精度RMS比较
(f)实现了高精度卫星和接收机差分码偏差的精确解算
在GPS/BDS/GLONASS/Galileo差分码偏差解算方面，分析中心(SDU)解算的GPS/BDS/GLONASS/Galileo差分码偏差C1CC2W/C1PC2P/C1XC5X/C2IC7I与CODE结果的外符合RMS分别为0.07ns、0.14ns、0.10和0.17ns，如图10所示，而相应的月重复性STD分别为0.09ns、0.09ns、0.07ns和0.10ns。
图10 Multi-GNSS差分码偏差与CODE结果比较精度统计
参观交流
作为学术交流平台，山东大学北斗/GNSS分析中心自2018年7月业务化运行以来，获得了广泛的关注及参观。
附学术成果：
1.Wenfeng Nie, Tianhe Xu, Yujun Du.et al. Numerical Algebra Solution: A New Algorithm for the State Transition Matrix. Advances in Space Research, 2017
2.Honglei Yang, Tianhe Xu, Wenfeng Nie, et al. Precise Orbit Determination of BDS-2 and BDS-3 Using SLR. Remote Sensing. 2019
3.Honglei Yang, Tianhe Xu, Wenfeng Nie, et al. SLR Validation and Evaluation on BDS Precise Orbits from 2013 to 2018. Advances in Space Research.2019.
4.Chunhua Jiang, Tianhe Xu, Yujun Du, et al. A parallel equivalence algorithm based on MPI for GNSS data processing, Journal of Spatial Science,2019
5.Honglei Yang, Tianhe Xu, Wenfeng Nie, et al. GLONASS precise orbit determination based on L-band and SLR data. Prepared, under submission.
6.聂文锋.多系统GNSS全球电离层监测及差分码偏差统一处理[D].山东大学博士学位论文,2019.
7.方震龙. BDS-2/BDS-3精密数据处理理论与方法研究[D].山东大学硕士学位论文,2020.
8.蒋春华.多系统GNSS并行精密数据处理关键技术研究[D].山东大学博士学位论文,2020.
(更新于2020年6月4日)
