考虑光行时校正的高精度全球导航卫星系统测速算法

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2023年第4期北京时间：

作者：韩星远，吴昊，杨力强，张园园，贺一峰

单位：中国空间技术研究院西安分院

摘要：全球导航卫星系统（GNSS）测速算法认为多普勒测量值为接收机与GNSS卫星的相对运动速度在视线方向上的投影，未考虑光行时的影响，存在一个微小的系统性偏差，测速精度不高，限制了其在精密测速领域中的应用。在传统的GNSS测速算法基础上，给出了一至三阶的积分多普勒插值算法，用瞬时多普勒替代了平均多普勒，对于低轨道地球卫星（LEO）用户，使用二阶插值积分多普勒的测速精度较使用平均多普勒的测速精度提升了三个数量级；另一方面考虑了光行时的影响，修正了因收发时刻不一致引入的多普勒偏差，并分别给出了地球惯性坐标系（ECI）和地球固连坐标系（ECEF）下的修正算法，实验结果表明，光行时修正算法降低了系统性偏差，三维速度误差的均方根（RMS）降低至3.3 mm·s-1，能够满足高精度测速的应用需求。

关键词：全球导航卫星系统,光行时,多普勒测速,积分多普勒,拉格朗日插值

基金资助：国家自然科学基金（11803023）