北斗系統混合星座對DOP值和RDOP值的影響分析

北斗系統混合星座對DOP值和RDOP值的影響分析

陳正坤,劉文祥,蘇映雪,王飛雪

(國防科學技術大學電子科學與工程學院衛星導航定位技術工程研究中心,長沙,410073)

摘要：分析了GPS和北斗區域系統在(55°S~55°N,55°E~180°E)區域內DOP值和RDOP值的分布特點,探討了可見衛星數、基準衛星變化、基線長度和基線方向對兩類精度因子值一致性的影響關系。實驗結果表明:北斗系統在中長基線相對定位中應使用RDOP值進行預報和精度分析。

關鍵詞：北斗系統;混合星座;DOP值;RDOP值

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.05.002

中圖分類號：P228.4

文獻標志碼：A

文章編號：1008-9268(2015)05-0007-07

收稿日期：2015-06-12

作者簡介

Abstract:This paper analyzes the distribution features of GPS and BDS DOP and RDOP within the region (55°S~55°N,55°E~180°E), and discusses the influence for the consistency of double precision factor with the number of visible satellites, the changes of reference satellite, the baseline direction and baseline length. The experiment results show that it should use the RDOP to forecast and analysis the long baseline relative positioning with BDS.

0引言

在導航學中用于定位精度分析的指標主要有:精度因子(DOP)和相對精度因子(RDOP),其值的大小主要取決于衛星星座相對于用戶的空間分布[1]。北斗系統選擇獨特的混合星座設計方案,其衛星星座中除了中圓地球軌道(MEO)衛星,還包含地球靜止軌道(GEO)衛星和傾斜地球同步軌道(IGSO)衛星[2],混合星座下的衛星空間分布會影響DOP值和RDOP值的變化,從而影響北斗系統定位精度的分析。

已有研究中,文獻[3-4]推導了GPS中DOP值與RDOP值的數學公式,得到了兩類精度因子值的相互關系;文獻[5]仿真分析了南亞地區GPS和Galileo系統的DOP值,得出未來Galileo系統的定位精度較GPS更優;文獻[6]提出了在混合星座導航系統中,使用測距誤差加權幾何精度因子能更準確地評估定位精度;但是目前對北斗系統DOP值和RDOP值分布特點及其一致性關系的研究較少。本文通過推導單點定位和相對定位精度因子值的表達式,結合混合星座的衛星空間分布特點,并利用實測數據分析GPS和北斗系統DOP值和RDOP值在(55°S~55°N,55°E~180°E)區域內的分布規律,最后探討了兩類精度因子值一致性