基于低轨星座Starlink的GDOP与定位性能分析
鉴于低轨星座在信号落地功率、对地运动速度等方面的优势,国内外学者已开展利用低轨星座增强GNSS的研究,但在低轨星座独立提供PNT服务方面研究较少.在此背景下,有必要开展基于大规模低轨星座的定位性能分析,探究低轨星座提供PNT服务的可行性.本文基于Starlink第一阶段星座构型,仿真星历和全球测站Starlink观测值,对GDOP的时空变化规律进行研究,并分析卫星数目和截止高度角对GDOP的影响,进一步利用仿真星历和观测数据进行SPP和PPP定位解算.结果 表明：(1)GDOP在空间分布上存在明显的纬度相关性,中纬度GDOP优于高纬度GDOP,低纬度GDOP位于两者之间.(2)在不同地区、不同的卫星数目下普遍存在4 min和33 min的短周期；长周期在不同区域有细微的差异性,主周期分量有2 h,24 h,154 h.(3)1584颗卫星时,南北纬35°到55°之间GDOP值约为0.7；卫星数目增加到4408颗后,该区域的GDOP降低到0.5以下；继续增加卫星数目对GDOP的提升效果趋于平稳.(4)截止高度角的增加虽然减少了可见卫星数目,但也部分改善了观测几何结构,使得中低纬度测站的GDOP随截止高度角变化不大.(5)SPP定位精度与BDS-2/BDS-3相当；PPP定位精度水平方向可达毫米级,与当前单GPS/BDS精度相当；PPP平均收敛时间优于2 min,较GNSS-PPP的25 min存在明显优势.
低轨星座 Starlink GDOP时空变化规律 定位性能
张雨露 李桢 施闯 方欣颀
北京航空航天大学电子信息工程学院,北京,中国,100191;卫星导航与移动通信融合技术工信部重点实验室,北京,中国,100191 卫星导航与移动通信融合技术工信部重点实验室,北京,中国,100191;北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院,北京,中国,100191
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2022-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）