精密星曆
GPS精密星曆,全球260多個lGS跟蹤站中,我國占20多個,分布在武漢、拉薩、烏魯木齊、昆明、上海等地,全球IGS網的GPS數據,由單台接收機交換(RINEX),格式生成的日觀測和導航數據檔案組成,其存儲方式為ASCII碼文本格式,內容包括觀測值、導航星曆信息、氣象數據等。這些數據經UNIX壓縮後傳送到相應的數據中心。觀測值檔案包括從O0:O0:O0至23:59:59GPS時段內所觀測的數據。採樣率都採用標準的30s。
基本信息
- 中文名:精密星曆
- 英文名:precise ephemeris
- 是由:若干衛星跟蹤站觀測數據處理算得
- 內容包括:觀測值、導航星曆信息、氣象數據
RINEX格式
命名規則為:ssssdddf.yyt。其中:SSSS表示測站名;ddd表示年積日(從1月1日起算);f表示一天內的檔案序號(時段號0,1等);YY表示年號,如98表示1998,00表示2000等;t表示檔案類型,0表示觀測值,N表示星曆,M表示氣象數據,G表示GLONASS星曆,H表示同步衛星GPS載荷的導航電文。bjfs1230.040是一觀測數據檔案名稱,bjfs為站點代碼(4位元組),123為年積日,0為時段號,04代表2004年,O為檔案性質碼,代表觀測檔案。bjfs1230.04n為站點廣播星曆檔案,性質碼用n表示,其中auto1230.04n為廣播星曆檔案,是必須下載的檔案。bjfs1230.04m為氣象數據檔案,性質碼用ITI表示。 IGS提供的重要信息不僅包括IGS跟蹤站的觀測值數據,還包括站點坐標、相應的框架、曆元和站移動速度等。IGS站坐標採用ITRF坐標。IGS精密星曆採用sp3格式,其存儲方式為ASCII文本檔案,內容包括表頭信息以及檔案體,檔案體中每隔15min給出1個衛星的位置,有時還給出衛星的速度。它的特點就是提供衛星精確的軌道位置。採樣率為15分鐘,實際解算中可以進行精密鐘差的估計或內插,以提高其可使用的曆元數。 sp3格式
命名規則為:tttwwwwd.sp3其中:ttt表示精密星曆的類型,包括IGS(事後精密星曆)、IGR(快速精密星曆)、IGU(預報精密星曆)三種}wwww表示GPS周;d表示星期,0表示星期日,1~6表示星期一至星期六。檔案名稱如:igs12901.sp3,其中igs為計算單位名,1290為GPS周,1為星期一。以igr開頭的星曆檔案為快速精密星曆檔案,以igu開頭的星曆檔案為超快速精密星曆檔案。三種精密星曆檔案的時延、精度、曆元間隔等各不相同,在實際工作中,根據工程項目對時間及精度的要求,選取不同的sp3檔案類型。有關指標
名稱 | 時延 | 更新率 | 採樣率 | 精度 |
事後精密星曆 | 約11天 | 每周 | 15rain | <5cm |
衛星鐘差 | 約11天 | 每周 | bm1n | 0.1~0.2ns |
快速精密星曆 | 17h | 每天 | 15rain | <5cm |
衛星鐘差 | 17h | 每天 | 0m1n | 0.2~0.3ns |
預報精密星曆 | 實時 | 12h | l5rain | 約25cm |
預報衛星鐘差 | 實時 | 12h | l5rain | 約5ns |
IGS精密星曆採用的是IERS(國際地球自轉服務)發布的ITRF(InternationalTerrestrialRefer—enceFrame)框架,ITRF的構成是基於VLBI、LLR、SLR、GPS和DORIS等空間大地測量技術的觀測數據,由IERS中心局分析得到的全球站坐標和速度場。自1988年起,IERS已經發布ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、ITRF92、ITRF93、ITRF94、ITRF96、ITRF2OO0等全球參考框架。ITRF是通過對框架的定向、原點、尺度和框架時間演變基準的明確定義來實現的。WGS一84坐標系是目前GPS所採用的坐標系統,GPS衛星發布的廣播星曆參數就是基於此坐標系統的。WGS一84坐標系統的全稱是WorldGeodicalSystem-84(世界大地坐標系一84),它是一個地心地固坐標系統,由美國國防部製圖局建立。WGS~84坐標系的坐標原點位於地球的質心,Z軸指向BIH1984.0定義的協定地球極方向,X軸指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的交點,y軸與X軸和Z軸構成右手系。大地測量基準
ITRF和WGS一84同屬於現代意義上的大地測量基準,兩者在概念上存在著一定的差異,但實際上站點之間的坐標差別很小。目前,IGS組織定期向用戶提供以下兩類數據:一是IGS全球跟蹤站的觀測數據;二是IGS的產品,包括:①GPS衛星的精密星曆、快速星曆、預報星曆;②GPS衛星鐘和站鐘的信息;③地球自轉參數;④IGS跟蹤站坐標及其位移速度等(賴錫安等,2004)。IGS定期把這些數據存放在網站(ftp://garner.ucsd.edu)的FTP伺服器上。