近日，团队成员孙张振博士在期刊Computer Modeling in Engineering & Sciences发表“The Quality Assessment of Non-integer-hour Data in GPS Broadcast Ephemerides and Its Impact on the Accuracy of Real-time Kinematic Positioning Over the South China Sea” 文章。论文见链接：http://tspsubmission.com/index.php/CMES/article/view/4425

实时定位用户从广播星历获取卫星轨道和钟差数据进行位置的确定，因此广播星历数据质量的好坏将大大影响用户的定位精度。但在GPS广播星历中，偶尔会接收到非整点时刻数据块且存在大小不等的粗差现象，这在利用广播星历进行轨道计算时将造成较大的偏差，进而导致动态定位精度下降。为了降低这些非整点时刻数据块带来的定位误差，提高实时定位的精度，论文根据URA值与轨道精度的一致性关系，在进行动态定位时设置一定比例的权值，降低非整点时刻数据块对定位精度的影响。GPS广播星历导航文件中非整点时刻数据类型见表 1。

表 1 广播卫星非整点异常数据块类型统计

类型	异常描述	样例
A1	整点时刻前16*Ns数据块	01:59:44，03:59:44，···
A2	奇数时刻25分钟数据块	01:25:00，03:25:00，···
A3	奇数时刻30分钟数据块	01:30:00，03:30:00，···

 

为了分析非整点时刻广播星历对定位精度的影响，本文利用原始的广播星历对南海船只进行了动态定位测试。

图 1 原始定位算法168天动态PPP定位结果与参考值比较

图 1为2019年168天观测数据利用广播星历、未经非整点时刻数据块处理情形下进行定位时其偏差结果图，从图中我们可以看出，某些时段定位出现异常现象。为了降低非整点时刻对定位的影响，此次借鉴抗差估计理论，设计一套有效降低非整点时刻粗差对定位影响的理论算法，并基于新算法对数据再次进行处理。

图 2 改正定位算法168天动态PPP定位结果与参考值比较

图 2为168天观测数据对广播星历非整点数据块进行加权处理，进行高精度动态单点定位结果，从偏差图中可以看出，对广播星历非整点数据块进行加权处理，粗差较大的情况下进行剔除卫星数据时，可大大降低非整点时刻对动态定位的影响，获得较高的定位精度。

对于实时定位来说，广播星历的质量是影响定位精度的主要误差源，根据用户测距精度来判断广播星历数据的质量，并行性加权处理，是有效提高实时定位的关键。

 

欢迎引用：

Zhangzhen Sun, Tianhe Xu, Fan Gao, Chunhua Jiang, Guochang Xu. The Quality Assessment of Non-Integer-Hour Data in GPS Broadcast Ephemerides and Its Impact on the Accuracy of Real-Time Kinematic Positioning Over the South China Sea. Computer Modeling in Engineering & Sciences. 2019, 119. 263-280.