GPS／GLONASS組合標準單點定位性能分析①

余文坤，戴吾蛟，蔡昌盛，匡翠林

（1.中南大學測繪與國土信息工程系，湖南 長沙410083；2.湖南省精密工程測量與形變災害監測重點實驗室，湖南 長沙410083）

0 引 言

目前，世界范圍運行使用的全球衛星定位系統主要有美國的GPS和俄羅斯的GLONASS，截止到2011年7月24日，GPS實際可用衛星已達31顆，大大超過設計時的24顆，GLONASS工作衛星也已增至23顆［1]，可見衛星成倍的增加和覆蓋范圍的擴大必然會帶來定位精度、效率與可靠性的提高，如在高緯度地區（55°以上），PDOP將比單系統降低30%，中緯度地區，也將降低15%左右［2]。另外，利用廣播星歷進行偽距定位仍廣泛應用于現實生活，GPS廣播星歷整體精度優于2m［3]，GLONASS優于4.5m［4]，隨著技術競爭尤其是導航系統現代化進程的推進，其系統可用性將趨于相當，因此，有必要研究如何充分利用GLONASS系統進行廣播星歷組合定位以提高單系統定位精度和可靠性。

1 系統差異

GPS與GLONASS系統差異主要表現在其時空基準和信號結構上（見表1）。

GPS和GLONASS分別采用 WGS－84和PZ－90坐標系，2007年9月20日，PZ－90坐標系更新至PZ－90.02，其與ITRF2000的差異降低到dm級，由于WGS－84與ITRF坐標系差異很小，實際偽距定位應用時可忽略不計，只簡單地考慮PZ－90.02到ITRF2000的平移變換（dx＝0.36m，dy＝－0.08m，dz＝－0.18m）［5]；利用廣播星歷計算衛星位置時，GPS使用開普勒軌道根數及相應攝動值外推求得任意時刻的衛星位置，GPS電文每2h播發一次［6]；GLONASS則是根據30min間隔播發的地心坐標、速度及攝動加速度，利用龍格庫塔等數值積分算法積分獲得衛星位置信息［7]。

表1 GPS與GLONASS系統主要差異

GPS采用1980年1月6日0時起算的國際原子時（IAT），因此，與IAT 有19s的常數差［6]；……