卫星导航星历参数定义

周秒周内秒计数（SOW）在北斗导航系统中，系统的时间基准为北斗时BDT采用国际单位制秒为基本单位连续累计，不闰秒，起始历元为2006年1月1日协调世界时00时00分00秒，采用周和周内秒计数即每周日北斗时点分秒从零开始计数整周计数（WN）北斗时的整周计数，以北斗时2006年1月1日0点0分0秒为起点，从零开始计数卫星编号PRN在一个系统（GPS或BD）里，一颗卫星对应唯一的prn也对应唯——组伪随机码GPS:2020-7PRN为1-32，在轨卫星包括BLOCKHA（淘汰）、IIR（11颗）、IIR-M（7颗5/7/12/15/17/29/31）.IIF（12颗）、H（1颗4）GPSSBAS:标识为33-64（PRN为120-158，标识二PRN-87）GLONASS:可以使用65-96，在轨24颗（编号65-88）Uragan-M（23颗），Uragan-Kl（1颗）日本QZSS卫星为193-199北斗卫星号201-261（PRN+200）伽利略:卫星号301-336（PRN+300）IRNSS:卫星号901-918（PRN+900）iode/aode是表示星历相关状态的参数，iodc/aodc是表示星钟相关状态的参数aode/aodc是北斗系统ICD1中定义的参数，位于bdsdl电文的第1子帧其中aodc表示时钟数据龄期，共5比特，是钟差参数的外推时间时隔，即本时段钟差参数参考时刻与计算钟差参数所作测量的最后观测时刻之差iode/iodc是在GPS系统的ICD2中定义的参数，iode指星历数据事件，iodc指星钟数据事件GPS卫星时钟误差GPS卫星时钟误差（简称卫星钟差）是指GPS卫星时钟与GPS标准时间之间的差△tr=Fey/1A.sinEk其中F=学是f常数，〃=

3.986005x1014为引力常数，c=299792458为真空中的光速；e为卫星轨道的偏iL率；A为卫星轨道半长轴长度；Ek为卫星偏近点角e和4在卫星播发的卫星星历中都有，石k可以根据星历参数计算出来，具体可参考GPS卫星位置解算文中的讲解最后还需要说一下的是对于单频接收腿说，还要考虑群波延迟修正因为前面说的二阶多项式模型是针对双顷接收机的，若应用在单频的情况，则还需要加上两个癖之间的校正项，即在GPS导航电文的第一子帧中播发的群波延迟心心当然这个处理也可以放到电离层延时校正的时候一S^b理，比如RTKLIB中就是这样做的可以参考电离层延时和DCB差分码偏差对卫星钟差求导，可以得到卫星钟漂为△A=afi+2叼2[-b+FeV^AEkcosEk其中Ek的值可以颗星历参数计算出来，可参考GPS卫星速度解算文中的讲解平近点角平近点角MeanAnomaly在轨道力学中是轨道上的物体在辅助圆上相对于中心点的运行角度，在测量上不同于其他的近点角，平近点角与时间的关系是线性的因为与时间是线性的关系，因此要计算在轨道上两点之间移动所需的时间是非常容易的平均旋转角速度过流体微团中的某一点做直角平分线的旋转角速度轨道偏心率轨道偏心率，一般指天体运行轨道的偏心率，数学中一般称作离心率对于二体问题来说，天体的运行轨道一般是规则的圆锥曲线，因此有一个偏心率对于闭合轨道来说，通常偏心率、半长轴、轨道倾角、升交点黄经是几个比较重要的参数，获得了这几个参数通常就能确定天体的轨道对于椭圆轨道，偏心率越大轨道越平扁；偏心率越小，轨道越接近圆在太阳系的大行星和卫星中，偏心率最大的是海卫二，达到了

0.7512轨道半长轴轨道半长轴是指人造卫星的轨道要素之一，表示着轨道的大小当瞬时轨道为半圆时，半长轴是指长轴的一半；当轨道为圆时，半长轴则为其半径参考时刻升交点赤经rad升交点赤经为卫星轨道的升交点与春分点之间的角距所谓升交点为卫星由南向北运行时，与地球赤道面的交点反之，轨道面与赤道面的另一个交点称为降交点春分点为黄道面与赤道面在天球上的交点选择合适的工作轨道的升交点赤经和倾角可以节省卫星寿命期间对推进剂的消耗，升交点赤经对地影时间也有重要影响轨道倾角轨道倾角，是指参考平面和另一个平面或轴的方向之间的夹角轴倾斜的表示法是行星的自转轴和通过行星的中心垂直于公转轨道平面的线之间所夹的角度轨道倾角通常是指卫星轨道面与地球赤道面之间的夹角，它决定了轨道面与赤道面或与地轴之间的关系近地点幅角近地点幅角是指轨道近地点与升交点之间对地心的张角沿卫星运动方向从升交点量测到近地点，取值范围为0°-360°升交点赤经升交点赤经为卫星轨道的升交点与春分点之间的角距所谓升交点为卫星由南向北运行时，与地球赤道面的交点反之，轨道面与赤道面的另一个交点称为降交点春分点为黄道面与赤道面在天球上的交点选择合适的工作轨道的升交点赤经和倾角可以节省卫星寿命期间对推进剂的消耗，升交点赤经对地影时间也有重要影响轨道倾角轨道倾角，是指参考平面和另一个平面或轴的方向之间的夹角轴倾斜的表示法是行星的自转轴和通过行星的中心垂直于公转轨道平面的线之间所夹的角度轨道倾角通常是指卫星轨道面与地球赤道面之间的夹角，它决定了轨道面与赤道面或与地轴之间的关系升交点赤经升交点赤经为卫星轨道的升交点与春分点之间的角距所谓升交点为卫星由南向北运行时，与地球赤道面的交点反之，轨道面与赤道面的另一个交点称为降交点春分点为黄道面与赤道面在天球上的交点选择合适的工作轨道的升交点赤经和倾角可以节省卫星寿命期间对推进剂的消耗，升交点赤经对地影时间也有重要影响群延迟群延迟是信号处理中的一个重要概念，在水声工程、无损探伤、振动分析、地震波检测声等诸多领域都有广泛应用O群延迟是信号通过被测器件的各正弦分量的振幅包络的时延，并且是各频率分量的函数，或指描述相位变化随着频率变化的快慢程度的量伪距测量伪距测量pseudo-rangemeasurement是在用全球定位系统进行导航和定位时，用卫星发播的伪随机码与接收机复制码的相关技术，测定测站到卫星之间的、含有时钟误差和大气层折射延迟的距离的技术和方法ECEF地心地固坐标系02—ECEF1原点-地球几何中心地球质心；2Z轴-地球平均自转极点CIO；3X轴-子午线与赤道交点；4Y轴-右手系决定！电离层延迟误差电离层延迟误差ionosphericdelayerror亦称电离层折射误差ionosphericrefractionerror是由电离层效应引起的观测值误差对流层延迟误差对流层延迟误差troposphericdelayerror亦称作对流层折射误差troposphericrefractionerror是电磁波信号在通过高度40kin以下未被电离的中性大气层时所产生的一种信号延迟误差几何精度因子案注发布时间2011-09-23几何精度W子GeometricDilutionPrecision缩写为GDOP是宜量定忙精度的很重要断/W数，它代表GPS测距谡差造翊揍收VI与主间卫星间的距妾矢皇放大因子.实际表征参与是佳解的从技攻机至二Z王星的单位矢呈所勾勃的形体体枳与GDOP或反比，故又琼为几何晴度W子.实际上，GDOP的效值越大所代表的里位矢星形体螺-

1、，即条收机至空间卫星的角度十滔以导=1IX时的GDOP—位精度变差，好的GDOg是指其数值八代袭大的单位矢赛体体机导致高的定位精度好的几何言于实际上是指卫星在三司分布不集中于一个区域，言无能S不同方位区域均匀分布.a定位匚何精度医学差的育兄b定位几何稀度因子行更清三—I/成—史室的不司瘴兄GDOP是在接收机用于导航7三接收机位置和卫呈的台计算出来为几何关系调主的.左蚱业现刽中，GDOP道岗是白22品历WE接收机估箕位逑计算出天W算的GDOP并不至怎S曲片二星视蜘坦三斫以性真光GDOPW氐回用=常谯是无法兑现乱但是三于港数里不断塔加，尢具是多个GNSS同时二作言会有更多的卫星.髡有更多的迭挂公，GDOP过大的多盾三以明里凌解GDOP理值言言是由导密第处理:二迂丁箕声聂B二里用W型遇玲三星信号的澳庞曼差荚入^三的GDOP喳，侬电麻;石匣£5或汽间谩差不同的GDOP值是三导航的仍方差群计算匕安郭.GDOP分君PDOP=3续忙邑汜匚何精度商子，取的球2CDOP;HDOP=水平几何稽度W子便度，运度；；VDOP-垂直F可I泰子僵.度；TDOP=时间匚1福金三子时百.应该指出这肾60^项=花每一个均可单独丁宾，但它们是主协方差得贪的，故相互间并不独立.例如，一个表的时间匚何精宜因子TDOP第近内接收旭用戛差朝野政曰误塞需要左鸵是，好的GDOP不一^有音的定伫楂邕如下图存虽日完片卫星分在应为几何芟形彼？，信白于接收引商至有君取淳片「更具可工住受到泛理匕和二皇信号马二王的皂至收不乳之族若至信号元三妾W位.Blit好的GDOP5LL坏的可见性，则定位格褰会受拐.好的GDOP与环的引口2港兄PDOP位置精度因子PositionDilutionofPrecision直译为“精度强弱度”，通常翻译为“相对误差”具体含义是由于观测成果的好坏与被测量的人造卫星和接收仪间的几何形状有关且影响甚大，所以计算上述所引起的误差量称为精度的强弱度天空中卫星分布程度越好，定位精度越高数值越小精度越高PDOP表示三维位置定位精度与导航台几何配置关系的一个参数在全球定位GPS系统中，等于用户位置的径向误差1°与用户到卫星的距离测量误差1°的比值Pdop取值范围为

0.5—

99.9为纬度、经度和高程等误差平方和的开根号值，所以Pdop的平方=Hdop的平方+Vdop的平方在几何上，PDOP按由接收机和所能观测到的四颗卫星的连线所组成的锥状物的体积比例来平分1对于好的定位而言，PDOP值小，例如3比7大的值被认为是较差因此，小的PD0P值与相隔较远的卫星相关在GPS导航和定位中，我们使用几何精度因子DOPdilutionofprecision也翻译为精度衰减因子来衡量观测卫星的空间几何分布对定位精度的影响DOP分为以下几种PDOPpositiondilutionofprecision二维位置精度因子为纬度、经度和高程等误差平方和的开根号值TDOPtimedilutionofprecision钟差精度因子为接收仪内时表偏移误差值HDOPhorizontaldilutionofprecision水平分量精度因子为纬度和经度等误差平方和的开根号值VDOPverticaldilutionofprecision垂直分量精度因子DOP值的大小与GPS定位的误差成正比，DOP值越大，定位误差越大，定位的精度就低PDOP则直接反映GPS卫星的分布情况，当PDOP较大时，表明空中的4颗GPS卫星几何分布不是太理想，他们构成的图形周长太短，定位精度就低，反之亦然精度衰减因子D0P是位置质量的指示器它是考虑每颗卫星相对于星座几何位置中其它卫星的位置来预计用该星座能得到的位置精度的计算结果小的D0P值表示强的卫星几何位置和精度的较高概率高的DOP值表示弱的卫星几何位置和精度的较低概率.一个GPS接收器可以在同一时间得到许多颗卫星定位信息，但在精密定位上，只要四颗卫星讯号即已足够了，一个好的接收器便可判断如何在这些卫星讯号当中去撷取较可靠的讯号来计算，如果接收器所选取的讯号当中，有二颗卫星距离甚近，二颗卫星讯号在角度较小的地方会有一个重叠的区域产生，随着距离愈近，此区域便愈大，影响精度的误差亦愈大如果选取的卫星彼此相距有一段距离，则讯号相交之处便较为明确，误差当然就缩减了不少HD0P2+VD0P2=PD0P2pdop2+tdop2=gdop2几何精度因子（GeometricDilutionPrecision缩写为GDOP）是衡量定位精度的很重要的一个系数，它代表GPS测距误差造成的接收机与空间卫星间的距离矢量放大因子实际表征参与定位解的从接收机至空间卫星的单位矢量所勾勒的形体体积与GDOP成反比，故又称为几何精度因子方位角知下朝示卫星在太空中飞，地球上妁测站位亍下交字的空心」幅处，尴烂径为*卫星名饨心的距妻为“卫星氢测拈司的距妾为d.从测站上发作地球的一个切面石鼻形上看就是上面的裁条垂建）那么卫星的高度角就是上图中的E】.托上面的哥芸涝他就是切面）拿上本，如下堇所示（随手画的，树蟒，勿diss）.测站E乃向为、方向正东方向为E方向，测玷正上方向（至中絮/为U方向.至中便康阴站里『在测站坐标系NOE二面的投影，投影期与、方向的吴角（图中的AZ）即为方位角.U卫星的仰角是卫星与观察者所在处的地平线之间的夹角通常用它来描述卫星在某时刻经过观察者上方的位置，仰角为90°表示卫星在观察者正上方因为仰角与地面观察者所处位置有关，所以对于地面上不同的观察者来说，观察同一个卫星的仰角是不同的，另外仰角还随着卫星在其轨道上的运动而不断变化信噪比信噪比，SNRsignaltonoiseratio就是卫星的信号强度，是对信号噪声的信号信息内容的测量随着比例的减少，信号淹没在噪声中信号质量随着信号水平的增强而改进信号水平14优于信号水平8卫星在30暗牡湫偷膘1信号水平是从12到20o大于20的L1值最好如果星座中的卫星的L1信号水平低于6数据质量较差，低信号水平给出适合于导航而不适合于测量的位置已知L2的SNR通常低于L1的SNRo关注L1的信号强度估定数据噪声GPS卫星信号相对较弱实际上，大多数情况下，不断出现的背景噪声高于GPS信号当卫星的信号强度特别弱时，从这些观测值计算的位置往往是不精确的。