[发明专利]iGMAS多分析中心多卫星系统精密轨道产品综合方法

说明书

本发明公开了iGMAS多分析中心多卫星系统精密轨道产品综合方法，本发明针对同一卫星系统，多个分析中心提供该卫星系统中各卫星的轨道数据，根据轨道数据进行精密轨道产品的预处理，并选用同一卫星不同分析中心的轨道数值中位数作为该卫星初始的综合轨道；在分析中心轨道和综合轨道间建立相似变换方程；根据最小二乘原则进行平差，解算相似变换参数和残差，采用权函数和方差分量估计法估计各分析中心不同类型卫星的权重，根据权重计算综合轨道；并重新建立观测方程进行解算，直至收敛。本发明可修正多个卫星系统不同分析中心轨道产品间的系统偏差，从而确保所获得的综合轨道产品具有高可靠性、高稳健性和高精度。

技术领域

本发明属于全球卫星导航系统(GNSS)高精度定位技术领域，涉及iGMAS(全球连续监测评估系统)多分析中心多卫星系统精密轨道产品综合方法。

背景技术

相对于单分析中心单卫星系统的轨道产品，无论在卫星的可选择性、定位收敛速度，还是在定位精度和可靠性等方面，多分析中心多GNSS轨道产品都能极大改善用户的产品使用体验。从成立以来，国际GNSS服务组织(IGS)陆续开展了多分析中心的GPS轨道钟差等产品的再处理工作，中国正在建设和发展的全球连续监测评估系统(iGMAS)由30个跟踪站、3个数据中心、10余个分析中心、1个产品综合与服务中心和监测评估中心等组成，主要对GPS/GLONASS/BDS/Galileo四系统状态进行监测评估，并提供四系统高精度综合产品服务。高精度的综合产品不仅可以用来作为卫星状态监测评估的参考产品，评估不同卫星系统的广播轨道精度；还可以作为地球参考框架的二级实现，为地面站精密坐标获取提供基准，为研究地球科学提供重要的数据产品基础。

目前已有数家国内外分析中心提供多系统卫星轨道产品，一方面IGS仅提供GPS单系统的综合轨道及钟差产品，且其采用最小1-范数的参数估计方法，估计的参数不具有最小方差特性。另一方面，不同卫星系统的轨道产品精度一样，如目前GPS卫星轨道产品一维平均精度可以达到2.5cm，GLONASS可以达到5.0cm，而BDS非静止轨道卫星(IGSO和MEO)和Galileo卫星轨道产品精度目前可以达到7.0cm，BDS的静止卫星(GEO)轨道产品的非径向精度在米级，径向精度则在分米级。所以在卫星轨道产品的综合中，不能将不同卫星系统或不同类型卫星的轨道产品作为同精度的观测数据进行处理，需要区别对待。

多分析中心多卫星系统轨道产品的综合主要存在如下三个技术难点或问题：

其一，如何维持多系统轨道综合产品在同一框架下。目前，由于不同分析中心在具体四系统产品生成策略上(如一步法和两步法、光压模型、测站分布等)存在差异，造成不同分析中心、不同卫星系统分析中心轨道产品间的框架不一致。

其二，如何确保综合的卫星轨道产品最大程度上不受异常轨道产品的影响。由于分析中心产品的质量受到观测数据质量及数据质量控制策略等影响，不同分析中心的轨道产品在质量上存在差异，甚至可能会出现异常的轨道产品。

其三，考虑到不同分析中心不同卫星系统甚至不同卫星类型的轨道产品精度不相同，如何确定不同卫星系统或卫星类型轨道产品的权重。

上述三个技术难点直接影响多卫星系统轨道综合产品的精度、稳定性和一致性，进而影响用户对综合产品的使用体验，是在iGMAS高精度产品服务中必须要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供高可靠性、高稳定性和高精度的iGMAS多分析中心多卫星系统精密轨道产品综合方法。

本发明提供的iGMAS多分析中心多卫星系统精密轨道产品综合方法，包括：

S100多个分析中心获取各卫星的轨道数据，根据轨道数据对各分析中心的精密轨道产品进行预处理；

S200对各卫星，取该卫星所对应的所有分析中心的轨道数据的中位数，作为该卫星初始的综合轨道；