[发明专利]卫星钟的超快钟差预报模型的预先选择方法

说明书

本发明涉及一种卫星钟的钟差预报模型的预先选择方法，属于卫星钟的钟差预报预选择技术领域。技术方案：利用IGS提供的快速钟差产品，提取跨天相对频率偏差变化信息，拟合快速钟差数据的跨天相对频率偏差变化信息，求取快速钟差数据的跨天相对频率偏差的预报值；一次多项式预报值的跨天相对频率偏差和二次多项式预报值的跨天相对频率偏差分别与快速钟差数据的跨天相对频率偏差的预报值作差，取此两个差值的绝对值，选取绝对值较小的模型作为超快钟差的预报模型。本发明能预先选择出超快钟差的预报模型，选择出的预报模型的预报数据的RMS是相对最小的，不受最终钟差产品的大约14天延迟时间的限制，及时提供RMS相对最小的预报模型。

技术领域

本发明涉及一种卫星钟的钟差预报模型的预先选择方法，利用卫星钟的钟差数据的相对频率偏差变化特性实现钟差预报模型的预先选择，摆脱了精度相对最高的最终钟差数据要延迟14天左右时间的限制，使得预先选择出的预报模型的预报数据与对应天的最终钟差数据的均方根误差(RMS)最小，弥补了钟差预报技术在预报模型预选择技术领域上的空白，属于卫星钟的钟差预报预选择技术领域。

背景技术

全球卫星导航系统（GNSS）中卫星钟的钟差预报在优化导航电文中的钟差参数、满足实时动态精密单点定位的需求等方面具有重要作用。目前，卫星钟的钟差预报技术只是进行了预报模型种类的研究，并没有对在预报之前选择出RMS相对最小的预报模型的问题进行过研究。

最常用的预报模型包括一次多项式模型（LP）和二次多项式模型(QP)，及其以多项式为基础的其它预报模型。多项式模型的实质是以多项式函数为数学模型拟合出卫星钟的钟差数据的各种参数，主要是相位偏差、频率偏差以及频率漂移率，然后外推进行钟差预报。一次多项式模型含有相位偏差、频率偏差2个参数。二次多项式模型除了含有一次多项式中的相位偏差、频率偏差2个参数外，还包含了频率漂移率参数。卫星钟的钟差数据进行预报之后，所得的预报数据要和真值数据进行均方根误差计算来评价预报结果的精度。

事实上，不同卫星钟表现出不同的特性，同一颗卫星钟在不同时间内也会表现出不同的特性，在实际应用中，笼统地将卫星钟归类至某一固定不变的模型上显然是不准确的。例如，国际GNSS服务组织，简称IGS，前身为国际GPS服务组织，其提供的数据和产品被用于地球科学研究等多个领域。IGS产品中的超快钟差产品就包含超快观测钟差（IGU-O）和超快预报钟差（IGU-P），超快预报钟差（IGU-P）就是利用超快观测钟差（IGU-O）进行预报而得。一般用IGS的所对应天的最终钟差产品作为真值，预报值与真值进行均方根误差计算来评价预报结果的精度。很明显，每天的超快观测钟差产品经过不同的预报模型预报，所得的预报钟差数据的RMS是不一样的，比如，一次多项式预报的RMS和二次多项式预报的RMS的大小关系就是不固定的。

如表1所示，表中数据为统计了GPS卫星的2016年10月23日到2016年12月31日的IGS超快观测钟差数据的一次多项式预报的RMS和二次多项式预报的RMS的大小关系。第1列为GPS卫星号，第2列为一次多项式预报的RMS相对较小的次数，第3列为二次多项式预报的RMS相对较小的次数，第4列为两个模型预报的RMS的差值与较大RMS的比值，以对应天的IGS的最终钟差产品作为真值。

表1. 不同多项式预报的RMS的大小关系统计

由表1可知，预报模型间的RMS的大小关系是变化的，并且RMS间的差值与最大RMS的比值很大，不容忽视。其中的问题就是IGS的最终钟差产品要延迟14天左右的时间才会公布，也就是说，超快观测钟差数据预报完之后，不会及时的知道预报精度，更不会提前知道哪一个多项式模型的RMS相对较小。如何预先选择预报模型，使得这个模型所得的预报数据的RMS是相对最小的，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容