LEO星座增强BDS的误差建模与数据分析

摘要

低轨(LEO)卫星由于其轨道低、位置变化快且成本较低等特点常被用作通讯卫星,作为目前的商业和科研热点之一具有很大的发展潜力.目前在轨LEO卫星数量庞大,如果能将其运用到导航、定位、授时服务中将有效提高传统GNSS服务的质量.本文针对LEO通讯卫星用于GNSS增强定位中存在的算法研发、应用验证等数据仿真问题研究了观测值仿真中的各类误差的建模方法,给出了数据仿真流程,实现了对卫星真实运行情况的还原.提出了结合BDS广播星历基于STK软件对GNSS和目前常用的LEO卫星星座进行仿真的方法,分析了不同轨道类型的LEO卫星对定位增强的效果,最终选取铱星(Iridium)系统6个近极轨道、各轨道面11颗星座的模型作为研究对象.本文利用LEO卫星和BDS加入误差模型后的仿真观测值对LEO卫星增强定位的效果进行验证.实验表明,加入LEO卫星可以有效改善定位时卫星的几何分布PDOP值.研究结果对未来合理利用大量在轨商用LEO卫星提供参考,具有一定的实用价值.