基于AR模型的GPS精密衛(wèi)星鐘差建模與預(yù)報(bào)＊

李長(zhǎng)會(huì)，劉 寧，李 森，閆國(guó)鋒

（61365部隊(duì)，天津300140）

0 引 言

GPS單點(diǎn)定位的精度受到許多誤差的影響，如衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、大氣層延遲、接收機(jī)鐘差及多路徑效應(yīng)［1］。在各類誤差中，衛(wèi)星鐘差是影響定位精度的重要因素［2，3］，目前，IGS的幾個(gè)數(shù)據(jù)分析中心（GFZ，JPL等）可以提供GPS衛(wèi)星的精密鐘差，但是，這些鐘差都是后處理結(jié)果。依據(jù)IGS的產(chǎn)品報(bào)告［4］，IGS提供的衛(wèi)星鐘差的精度優(yōu)于0．1ns，這種精度的衛(wèi)星鐘差，完全能夠滿足厘米級(jí)精度的定位要求，但是這類產(chǎn)品要13天后才能獲取，不能滿足實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位的需求，而實(shí)時(shí)發(fā)布的廣播鐘差精度較低，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，因此，對(duì)精密鐘差的預(yù)報(bào)進(jìn)行研究很有必要。

最常用的衛(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)模型有兩種［5－7］:二次項(xiàng)模型和灰色模型。其中，二次項(xiàng)模型比較適合短周期預(yù)報(bào)，灰色模型比較適合長(zhǎng)周期預(yù)報(bào)。兩種方法雖然分別在長(zhǎng)周期或短周期的預(yù)報(bào)中能取得良好的效果，但都僅僅是在研究了鐘差的趨勢(shì)項(xiàng)上建立的函數(shù)模型，并沒有考慮鐘差的隨機(jī)模型。利用AR模型對(duì)提取鐘差趨勢(shì)項(xiàng)后的隨機(jī)項(xiàng)進(jìn)行建模，即在原有的鐘差模型上加上隨機(jī)補(bǔ)償，從而使原有模型更加完善，計(jì)算了基于隨機(jī)項(xiàng)建模的GPS精密衛(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)的精度。

1 鐘差預(yù)報(bào)模型

通常情況下，鐘差是具有緩慢上升或下降趨勢(shì)的數(shù)據(jù)，在短周期預(yù)測(cè)中，二次項(xiàng)擬合對(duì)于短期預(yù)測(cè)有先天的優(yōu)勢(shì)，其模型簡(jiǎn)單明了，易于編程實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于鐘差的長(zhǎng)周期預(yù)測(cè)，由于星載原子鐘對(duì)外界環(huán)境因素較為敏感，從而很難長(zhǎng)期掌握并預(yù)測(cè)其復(fù)雜細(xì)致的變化規(guī)律，如果考慮將鐘差的變化過(guò)程看作一個(gè)灰色系統(tǒng)，并用灰色模型［6］來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以取得較好的結(jié)果，近些年來(lái)常用這種方法。……