卫星轨道偏移引起的GPSUERE误差分析

物联方案

2020年03月31日

空间依赖性

GPS UERE预算和SPS SIS精度标准自上传以来经过的时间而变化。 UERE预算和SIS准确性标准不随相对于卫星的空间“视角”而变化。乌雷预算和准确性标准在卫星覆盖范围内的每个点均适用脚印。但是,实际上,SPS SIS URE在每颗卫星的覆盖范围上确实存在很大差异。的这种空间依赖性的来源是卫星轨道中的误差。


卫星轨道误差主要是由于以下原因之一:

(a)卫星加速度无法预测,或者(b)星历表数据上传不准确。


这些卫星轨道误差源之间的区别体现在UERE的预算中。不可预测的卫星加速度是特定于卫星的,并且空间段为其分配了UERE预算。不准确星历表数据的上传是由于估算/预测误差加上曲线拟合限制而造成的。卫星轨道错误还有其他原因,例如卫星的方向错误。从卫星质量中心到广播天线相位中心的杠杆臂。


一名观测员,位于次卫星以北卫星的覆盖范围边缘该点将感觉到正瞬时URE,因为卫星的真实位置更远从观察者那里得到的数据比广播星历数据所指示的位置要多。观察者位于次卫星点以南的卫星覆盖范围边缘的卫星将13.88°投影= + H x sin(13.88°)不按比例13.88°H投影= -H x sin(13.88°)投影= 0,感知负瞬时URE,因为卫星的真实位置比广播星历数据指示的位置。还有一个观察者位于卫星恰好在亚卫星点的覆盖范围将感知零瞬时URE因为卫星的真实位置与广播指示的位置一样远星历数据。瞬时URE在整个覆盖区域内的正弦变化取决于视角投影是水平轨道误差的特征。


在惯常的径向-轨道交叉轨道(RAC)轨道坐标系中,沿轨道(A)和交叉轨道(C)的轨道误差为两个正交的水平误差分量,每个分量具有相同的正弦特性它对瞬时URE的影响。在卫星在地球表面的覆盖范围内,它们对瞬时URE的最大影响为±0.240 x A和±0.240 xC。在2°遮罩的情况下覆盖地球表面的覆盖足迹,其均方根(rms)效应对URE为0.141 x A和0.141 xC。在地面服务区的边缘(0°遮罩,3,000 km超过平均地球半径6,371 km),它们对瞬时URE的最大影响是±0.353 x A和±0.353 x C。位于卫星覆盖范围内任何地方的观测者(北,南,东,西或居中)会感觉到正瞬时URE,因为卫星的真实位置始终比广播星历数据指示的位置离观察者更远。


径向(R)轨道误差的URE空间相关性是余弦曲线的,而不是正弦曲线的水平轨道误差。 R轨道误差对瞬时URE的影响不会改变亚卫星点的代数符号,就像改变A或C轨道误差一样。13.88°投影= + R x cos(13.88°)不按比例13.88°[R投影= + R x cos(13.88°)投影= + R。


在地球表面的覆盖范围内,对瞬时URE的影响最大的径向误差为1.000 x R,最小影响为0.971 xR。如果地球表面处于2°遮罩,则对URE的均方根效应为0.980 xR。地面业务量(0°掩膜,在6,371 km的平均地球半径以上3,000 km),对瞬时URE的最小影响为0.936 xR。SPS SIS时序错误(卫星时钟,信号间延迟,组延迟等)不会导致URE在卫星的覆盖范围内有所不同。 SPS SIS计时错误是全向的。他们影响在卫星覆盖范围内的每个点上均等地确保URE。SPS SIS精度性能标准的术语是“全球平均URE”,其中“全球平均URE”是指卫星看地球。有两种普遍接受的方法来计算特定时间瞬间卫星的全球平均URE。


这两种方法是:

1.蛮力有效值。瞬时URE值可以在大量空间点平均分布在卫星的覆盖范围内,而全球平均URE然后可以将这些值计算为每个瞬时URE值的均方根值空间点。

2.分段RMS。卫星的沿轨,跨轨和径向轨道误差分量,加上其总的SPS SIS时序误差,可以在以下等式中分段使用:

   

全球平均URE =((cxT)2+(0.980xR)2+(0.141xA)2+(0.141xC)2-1.960xcxTxR)(A-1)

c =光速

T =总时序误差

R =径向轨道误差

A =沿轨轨道误差

C =跨轨轨道误差




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