基于移動區間的GPS精密星歷內插方法①

張晨艷，何秀鳳，常 亮

（河海大學衛星及空間信息應用研究所，江蘇 南京210098）

0 引 言

GPS精密星歷由國際衛星導航服務（IGS）、美國國家大地測量局（NGS）等分析中心發布，給出了衛星在國際地球參考架（ITRF）中的三維坐標及衛星鐘差，其中最終星歷的精度小于5cm，可以滿足高精度定位的要求［1]。GPS精密星歷的數據采樣間隔一般為15min，但在實際應用中，GPS接收機的采樣率為30s、15s、5s，甚至更密［2－4]。因此，需要將GPS精密星歷進行內插或外推以得到特定歷元的GPS衛星的精密軌道。另外，幾乎所有的GPS數據處理都需要對GPS精密星歷進行內插或外推，無論是GPS相對定位還是精密單點定位，都需要某時刻的衛星位置才能順利建立各個歷元的觀測方程［4－5]。

國內外比較常用的GPS精密星歷插值方法是Lagrange多項式插值、Neville多項式插值、Chebyshev多項式擬合、Trigonometric多項式插值等方法［5]。由于這些多項式插值方法隨著階數的增加，出現精度衰減或不穩定的問題。對這一問題，本文提出了移動區間的概念，在精密星歷內插的過程中，通過使被插值節點始終位于移動區間內，提高了上述多項式插值方法的精度，插值精度更加穩定。

采用移動區間的方法比較7家GPS分析中心所提供的精密星歷的質量。7家提供GPS精密星歷的分析中心分別是：國際GNSS服務（IGS）、美國國家大地測量局（NGS）、加拿大自然資源部（NRCan）、歐洲航天局（ESA）、噴氣動力試驗室（JPL）、麻省理工學院（MIT）、斯科利普斯海洋研究所（SIO），它們提供的數據產品的名稱分別為：igs、ngs、emr、esa、jpl、mit、sio.然后采用數據質量較好的精密星歷，利用基于移動區間的插值方法，比較隨著階數的增加、插值方法的變化插值精度的變化情況。……