GPS／偽衛星組合選址優化的一種思路＊

李繼尚，劉常全，郭穎斐，王少寧，倪維洋

（中國礦業大學環境與測繪學院，江蘇 徐州221116）

0 引 言

偽衛星類似于地面GPS衛星，采用的導航電文格式與GPS基本一致，偽衛星可根據工程實際需要安裝在選定的位置，現有的接收機可以同時接收來自GPS和偽衛星的信號［1］。利用偽衛星可有效增加可見星數目，有效改善衛星分布的幾何圖形結構，從而提高導航定位性能。

偽衛星加入的位置及個數目前主要是通過設計仿真程序或基于經驗進行選定:通過給定若干備選方案（不同的偽衛星個數、方位角、高度角），進行仿真實驗比較，選取定位精度因子（DOP）值最小的方案；基于一定的經驗，通過樣本比較，得到相對較優的布設方案［2］。通常采用的方法有網格法和蟻群搜索算法［3］。針對不同的工程需求，偽衛星布設數目不同，鑒于此，提出一種偽衛星選址優化的新思路:建立以觀測時間、高度角、方位角為自變量，DOP值為因變量的三維全景模型，對觀測時段內任意時刻的精度進行全時空顯示，從而為偽衛星選址工作提供了依據。

1 理論分析

1．1 觀測方程

偽衛星是設置在地面上、發射類似GPS信號的衛星，根據GPS偽距定位原理［4］，偽衛星偽距觀測方程為

式中:ρpl為偽衛星的偽距觀測值；ρ′pl為偽衛星與接收機之間幾何距離；c為光速（取299 792 458 m／s）；cVtsi、cVtr、Vion和Vtrop分別為衛星鐘差、接收機的鐘差、多路徑誤差和對流層誤差，GPS偽距觀測方程為

式中:ρgp為GPS偽距觀測值；ρ′gp為測站與衛星之間幾何距離；c為光速（取 299 792 458m／s）；cVtsi、cVtr、Vion和Vtrop分別為衛星鐘差、接收機鐘差、電離層誤差和對流層誤差。……