Real-time satellite orbit and clock corrections obtained from the broadcast ephemerides can be improved using IGS real-time service (RTS) products. Recent research showed that applying such corrections for broadcast e...Real-time satellite orbit and clock corrections obtained from the broadcast ephemerides can be improved using IGS real-time service (RTS) products. Recent research showed that applying such corrections for broadcast ephemerides can significantly improve the RMS of the estimated coordinates. However, unintentional streaming interruption may happen for many reasons such as software or hardware failure. Streaming interruption, if happened, will cause sudden degradation of the obtained solution if only the broadcast ephemerides are used. A better solution can be obtained in real-time if the predicted part of the ultra-rapid products is used. In this paper, Harmonic analysis technique is used to predict the IGS RTS corrections using historical broadcasted data. It is shown that using the predicted clock corrections improves the RMS of the estimated coordinates by about 72%, 58%, and 72% in latitude, longitude, and height directions, respectively and reduces the 2D and 3D errors by about 80% compared with the predicted part of the IGS ultra-rapid clock corrections.展开更多
Industrial timer requirements are multifaceted. On-delay, off-delay, cyclic or sequential timing requirements, with usual time range varying from seconds to days, depending on the process. Custom build timers cannot p...Industrial timer requirements are multifaceted. On-delay, off-delay, cyclic or sequential timing requirements, with usual time range varying from seconds to days, depending on the process. Custom build timers cannot provide all of these requirements simultaneously and hence an advanced timer rectifying this shortcoming has been designed and fabricated in this work. This timer is based on the real time clock chip used in mother boards. Our design can be programmed for a specific time requirement and can later be put to work in standalone mode. A demonstration board is fabricated and tested.展开更多
近年来,随着多系统全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的迅速发展以及实时高精度应用需求的日益增长,国际GNSS服务分析中心(International GNSS Service,IGS)提供的状态空间表述(state space representation,S...近年来,随着多系统全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的迅速发展以及实时高精度应用需求的日益增长,国际GNSS服务分析中心(International GNSS Service,IGS)提供的状态空间表述(state space representation,SSR)产品越来越丰富。评估不同分析中心的GNSS实时产品及其定位性能对用户具有重要参考价值。对中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)、法国太空研究中心(Centre National d’Etudes Spatiales,CNE)、德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt,DLR)、西班牙航天与防务公司(GMV Aerospace and Defense,GMV)、德国地学研究中心(Deutsches GeoForschungsZentrum,GFZ)、武汉大学(Wuhan University,WHU)6个分析中心的GPS/北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)SSR产品的可用性、精度和实时精密单点定位性能进行了评估。实验结果表明:CAS播发的GPS卫星可用性最高,提供了所有32颗GPS卫星的SSR改正数;CAS、GFZ、WHU 3家分析中心的BDS卫星可用性相对较高,提供了15(BDS-2)+27(BDS-3)卫星的SSR改正数。在6个分析中心中,WHU的GPS卫星的三维轨道精度和钟差精度均为最佳;不同分析中心GPS卫星的信号空间测距误差(signal-in-space ranging errors,SISRE)普遍优于5 cm,不同分析中心GPS卫星的SISRE值的大小顺序为:WHU<GMV<CNE<DLR<GFZ<CAS;BDS卫星轨道钟差精度相对较差,表现最优的WHU分析中心的BDS-2和BDS-3的中地球轨道卫星精密产品的SISRE值分别为8.83、5.91 cm。在单GPS动态PPP模式下,DLR的收敛速度最慢,GFZ收敛速度最快;加入BDS卫星以后,定位精度无显著差异,但能够有效提升收敛速度。展开更多
利用CNES 1 a的实时轨道与钟差产品,以用户测距误差(user range error,URE)为评价指标,通过与事后产品对比的方法分析GPS、Galileo、BDS-2和BDS-3的故障率、故障类型、故障来源及故障排除后的精度与PPP性能。结果显示,GPS与Galileo的故...利用CNES 1 a的实时轨道与钟差产品,以用户测距误差(user range error,URE)为评价指标,通过与事后产品对比的方法分析GPS、Galileo、BDS-2和BDS-3的故障率、故障类型、故障来源及故障排除后的精度与PPP性能。结果显示,GPS与Galileo的故障率低于BDS,BDS-3与BDS-2的故障率存在显著差异;对于故障类型而言,突变故障最少,而钟差为主要故障来源(大于65%);故障排除后,GPS、Galileo、BDS-3的用户测距精度(user range accuracy,URA)均值分别为0.02 m、0.03 m、0.05 m,BDS-2中不同卫星URA差异较大。全球测站仿动态PPP测试显示,剔除卫星故障时段可有效保障定位精度。展开更多
实时轨道、钟差产品的精度和完好性是实现全球卫星导航系统精准可信定位服务的重要前提。以2022年中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)实时轨道、钟差产品为例,从产品精度及精密单点定位精度两个方面评估实时轨道、钟差产品性...实时轨道、钟差产品的精度和完好性是实现全球卫星导航系统精准可信定位服务的重要前提。以2022年中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)实时轨道、钟差产品为例,从产品精度及精密单点定位精度两个方面评估实时轨道、钟差产品性能,并根据全球均匀分布的100个虚拟测站计算得到的瞬时空间信号用户测距误差(instantaneous signal-in-space user range error,IURE),分析实时轨道、钟差产品的空间信号用户测距误差分布特性,计算CAS实时轨道、钟差产品的完好性支持信息。试验结果表明,以德国地学研究中心提供的事后精密产品为参考,GPS和Galileo的轨道精度优于5 cm,钟差标准差(standard deviation,STD)优于0.08 ns,BDS和GLONASS的轨道精度优于15 cm,STD优于0.3 ns;选取全球分布测站以静态仿动态方式进行精密单点定位测试,四系统组合定位的3D方向精度均方根(root mean square,RMS)优于4 cm,收敛时间优于11 min。GPS和Galileo的IURE RMS优于4 cm,同时IURE分布峰度基本在10以内,偏度绝对值基本在0.5以内,可接受为高斯分布;GLONASS的IURE RMS在10 cm以内,但是各卫星IURE的偏度和峰度之间差异较大,尖峰厚尾情况较为严重;BDS的IURE RMS优于11 cm,但是不同类型卫星的IURE分布不同,且BDS-3上海微小卫星工程中心的卫星具有较为明显的双峰特性。对于星座故障和卫星故障先验概率,GPS星座故障先验概率最小为5.2×10^(-5),除BDS-2外,其他系统星座故障先验概率小于1.0×10^(-3);GLONASS卫星故障先验概率达到2.7×10^(-3),Galileo卫星故障先验概率最小为8.7×10^(-4)。对于空间信号用户测距误差的包络标准差和标准差,GPS和Galileo卫星的两种标准差差异均在4 cm以内;GLONASS卫星的两种标准差差异基本大于5 cm;相较于标准差,BDS-2和BDS-3的包络标准差差异较大。展开更多
针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)精密单点定位(precise point positioning,PPP)服务PPP-B2b在同一时刻可用于PPP的卫星数量有限,以及其实时钟差解算评估研究较少的问题,本文提出了一种基于BDS PPP-B2b与G...针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)精密单点定位(precise point positioning,PPP)服务PPP-B2b在同一时刻可用于PPP的卫星数量有限,以及其实时钟差解算评估研究较少的问题,本文提出了一种基于BDS PPP-B2b与Galileo高精度服务(high accuracy service,HAS)融合的改进方案,并对其实时钟差解算性能进行了系统性评估.该方法利用两个卫星系统的PPP服务改正数进行融合,显著提升了同一时刻内可用卫星数量.相较于单一PPP-B2b服务方案,在钟差解算的精度和稳定性方面具有明显提升.同时,实验结果表明,该方法在经过一定时间的收敛后,其性能优于德国波兹坦地学研究中心(German Research Centre for Geosciences,GFZ)提供的超快速(UTL)产品.因此,本文不仅为提高PPP-B2b服务的实际应用能力提供了有效途径,也为多系统融合下的实时时间解算方法设计与性能优化提供了新的思路和实验验证.展开更多
文摘Real-time satellite orbit and clock corrections obtained from the broadcast ephemerides can be improved using IGS real-time service (RTS) products. Recent research showed that applying such corrections for broadcast ephemerides can significantly improve the RMS of the estimated coordinates. However, unintentional streaming interruption may happen for many reasons such as software or hardware failure. Streaming interruption, if happened, will cause sudden degradation of the obtained solution if only the broadcast ephemerides are used. A better solution can be obtained in real-time if the predicted part of the ultra-rapid products is used. In this paper, Harmonic analysis technique is used to predict the IGS RTS corrections using historical broadcasted data. It is shown that using the predicted clock corrections improves the RMS of the estimated coordinates by about 72%, 58%, and 72% in latitude, longitude, and height directions, respectively and reduces the 2D and 3D errors by about 80% compared with the predicted part of the IGS ultra-rapid clock corrections.
文摘Industrial timer requirements are multifaceted. On-delay, off-delay, cyclic or sequential timing requirements, with usual time range varying from seconds to days, depending on the process. Custom build timers cannot provide all of these requirements simultaneously and hence an advanced timer rectifying this shortcoming has been designed and fabricated in this work. This timer is based on the real time clock chip used in mother boards. Our design can be programmed for a specific time requirement and can later be put to work in standalone mode. A demonstration board is fabricated and tested.
文摘近年来,随着多系统全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的迅速发展以及实时高精度应用需求的日益增长,国际GNSS服务分析中心(International GNSS Service,IGS)提供的状态空间表述(state space representation,SSR)产品越来越丰富。评估不同分析中心的GNSS实时产品及其定位性能对用户具有重要参考价值。对中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)、法国太空研究中心(Centre National d’Etudes Spatiales,CNE)、德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt,DLR)、西班牙航天与防务公司(GMV Aerospace and Defense,GMV)、德国地学研究中心(Deutsches GeoForschungsZentrum,GFZ)、武汉大学(Wuhan University,WHU)6个分析中心的GPS/北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)SSR产品的可用性、精度和实时精密单点定位性能进行了评估。实验结果表明:CAS播发的GPS卫星可用性最高,提供了所有32颗GPS卫星的SSR改正数;CAS、GFZ、WHU 3家分析中心的BDS卫星可用性相对较高,提供了15(BDS-2)+27(BDS-3)卫星的SSR改正数。在6个分析中心中,WHU的GPS卫星的三维轨道精度和钟差精度均为最佳;不同分析中心GPS卫星的信号空间测距误差(signal-in-space ranging errors,SISRE)普遍优于5 cm,不同分析中心GPS卫星的SISRE值的大小顺序为:WHU<GMV<CNE<DLR<GFZ<CAS;BDS卫星轨道钟差精度相对较差,表现最优的WHU分析中心的BDS-2和BDS-3的中地球轨道卫星精密产品的SISRE值分别为8.83、5.91 cm。在单GPS动态PPP模式下,DLR的收敛速度最慢,GFZ收敛速度最快;加入BDS卫星以后,定位精度无显著差异,但能够有效提升收敛速度。
文摘利用CNES 1 a的实时轨道与钟差产品,以用户测距误差(user range error,URE)为评价指标,通过与事后产品对比的方法分析GPS、Galileo、BDS-2和BDS-3的故障率、故障类型、故障来源及故障排除后的精度与PPP性能。结果显示,GPS与Galileo的故障率低于BDS,BDS-3与BDS-2的故障率存在显著差异;对于故障类型而言,突变故障最少,而钟差为主要故障来源(大于65%);故障排除后,GPS、Galileo、BDS-3的用户测距精度(user range accuracy,URA)均值分别为0.02 m、0.03 m、0.05 m,BDS-2中不同卫星URA差异较大。全球测站仿动态PPP测试显示,剔除卫星故障时段可有效保障定位精度。
文摘实时轨道、钟差产品的精度和完好性是实现全球卫星导航系统精准可信定位服务的重要前提。以2022年中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)实时轨道、钟差产品为例,从产品精度及精密单点定位精度两个方面评估实时轨道、钟差产品性能,并根据全球均匀分布的100个虚拟测站计算得到的瞬时空间信号用户测距误差(instantaneous signal-in-space user range error,IURE),分析实时轨道、钟差产品的空间信号用户测距误差分布特性,计算CAS实时轨道、钟差产品的完好性支持信息。试验结果表明,以德国地学研究中心提供的事后精密产品为参考,GPS和Galileo的轨道精度优于5 cm,钟差标准差(standard deviation,STD)优于0.08 ns,BDS和GLONASS的轨道精度优于15 cm,STD优于0.3 ns;选取全球分布测站以静态仿动态方式进行精密单点定位测试,四系统组合定位的3D方向精度均方根(root mean square,RMS)优于4 cm,收敛时间优于11 min。GPS和Galileo的IURE RMS优于4 cm,同时IURE分布峰度基本在10以内,偏度绝对值基本在0.5以内,可接受为高斯分布;GLONASS的IURE RMS在10 cm以内,但是各卫星IURE的偏度和峰度之间差异较大,尖峰厚尾情况较为严重;BDS的IURE RMS优于11 cm,但是不同类型卫星的IURE分布不同,且BDS-3上海微小卫星工程中心的卫星具有较为明显的双峰特性。对于星座故障和卫星故障先验概率,GPS星座故障先验概率最小为5.2×10^(-5),除BDS-2外,其他系统星座故障先验概率小于1.0×10^(-3);GLONASS卫星故障先验概率达到2.7×10^(-3),Galileo卫星故障先验概率最小为8.7×10^(-4)。对于空间信号用户测距误差的包络标准差和标准差,GPS和Galileo卫星的两种标准差差异均在4 cm以内;GLONASS卫星的两种标准差差异基本大于5 cm;相较于标准差,BDS-2和BDS-3的包络标准差差异较大。
文摘针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)精密单点定位(precise point positioning,PPP)服务PPP-B2b在同一时刻可用于PPP的卫星数量有限,以及其实时钟差解算评估研究较少的问题,本文提出了一种基于BDS PPP-B2b与Galileo高精度服务(high accuracy service,HAS)融合的改进方案,并对其实时钟差解算性能进行了系统性评估.该方法利用两个卫星系统的PPP服务改正数进行融合,显著提升了同一时刻内可用卫星数量.相较于单一PPP-B2b服务方案,在钟差解算的精度和稳定性方面具有明显提升.同时,实验结果表明,该方法在经过一定时间的收敛后,其性能优于德国波兹坦地学研究中心(German Research Centre for Geosciences,GFZ)提供的超快速(UTL)产品.因此,本文不仅为提高PPP-B2b服务的实际应用能力提供了有效途径,也为多系统融合下的实时时间解算方法设计与性能优化提供了新的思路和实验验证.
