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一种低轨卫星星座增强北斗精密单点定位的

算法

作者：丁欢潘庆芳安秦

来源：《现代信息科技》2021年第01期

摘要：选取BDS与120颗LEO卫星系统，采用STK仿真卫星星座及观测数据，利用仿

真数据对比BDS单系统与BDS+LEO系统的精密单点定位差异。以BJFS站为例，分析LEO

星座对BDS精密单点定位的增强作用。结果表明：与BDS单系统相比，BDS+LEO系统可见

卫星数均值从17.1提升至27.2，GDOP值均值从1.32下降至0.92;LEO增强BDS后，观测值的

关联性大大降低，收敛速度提升一个数量级，LEO卫星轨道误差0.10m/0.15m/0.20m相对的

BDS+LEO精密单点定位平均收敛时间分别为3.6min/3.9min/4.5min。

关键词：低轨卫星;北斗与LEO联合;精密单点定位

中图分类号：TP301.6;P228.1文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）01-0052-03

AnAlgorithmforEnhancingBDSPrecisePointPositioningby

LEOSatelliteConstellation

DINGHuan，PANQingfang，ANQin

（ShanxiInstituteofEnergy，Jinzhong030600，China）

Abstract：ThispaperselectsBDSandLEOsatellitesystemincluding120satellites，usesSTK

tosimulatesatelliteconstellationandobservationdata，comparesthedifferenceoftheprecisepoint

positioningbetweenBDSsinglesystemandBDS+LEOsystembyusingsimulationdata.Taking

BJFSstationasanexample，enhancementeffectofLEOconstellationonBDSprecisepoint

positioningisanalyzed.TheresultsshowthatcomparedwithBDSsinglesystem，theaverage

numberofvisiblesatellitesofBDS+LEOsystemincreasesfrom17.1to27.2，andtheGDOPaverage

valuedecreasesfrom1.32to0.92;afterenhancingBDSbyLEO，therelevanceofobservedvaluesis

greatlyreduced，theconvergencespeedisincreasedbyanorderofmagnitude，andthe

correspondingaverageconvergencetimeofBDS+LEOthattheorbiterrorofLEOsatellite0.10

m/0.15m/0.20marerespectively3.6min/3.9min/4.5min.

Keywords：LEOsatellite;BDSandLEOcombination;precisepointpositioning

引0言

精密單点定位（PPP）技术只需一台接收机，作业方式简便自由，成为GNSS应用中的一

项重要技术。但较长的收敛时间制约了PPP技术的快速定位，从而限制了其应用范围的广度

[1]。这是由于GNSS使用的中地球轨道（MEO）卫星轨道偏高，几何变化慢，使得相近的历

元观测值的相关性较强，导致短时间内PPP浮点解模糊度精度较差，需要30分钟左右才能固

定模糊度[2]。

地球轨道（LEO）卫星具有轨道偏低、几何变化快、抗干扰能力强等特点，因此利用低轨

卫星增强GNSS已成为国内外的研究