分段三次Hermite插值计算GNSS系统卫星仰角

李路程

【摘 要】文中采用300s时间间隔的分段三次Hermite插值多项式计算GNSS系统卫星仰角，通过与理论仰角的比较和精度统计，验证文中方法的正确性。

【关键词】GNSS系统；卫星仰角；分段三次Hermite插值

0 引言

在全球卫星定位技术方兴未艾之际，随着越来越多新技术、新产品的研制开发，在产品定型之前，需要尽可能的发现潜在的问题，确保技术产品的可靠性。试验条件下事后数据处理工作的重要性逐渐受到人们的关注和认可。

数据分析工作中经常需要筛选出高度角在条件区间的数据信息，以衡量接收机数据质量的指标，如伪距精度、载波精度、完整率等等。本文的工作定位于根据接收机记录的高频观测数据和星历文件，计算卫星的仰角，GNSS系统选择为GPS、GLONASS、Galileo三个系统。

3 算例计算

试验过程中接收机接收模拟源数字信号，记录星历文件、1Hz的观测数据，数据时长17000s。算例中将文中方法根据记录的观测数据、星历文件解算的卫星仰角，和模拟源仿真数据的卫星仰角作比对，验证文中方法在GNSS系统卫星仰角计算的正确性。

下面依次给出了GPS、GLONASS和Galileo三个系统的卫星仰角对比图。

为便于作图比较，先将文中方法计算的卫星S的仰角在数值上增加1.0，再与模拟源记录的理论仰角信息做比对图。图表中MNY_S*表示模拟源的卫星*的仰角，S*+1.0表示文中方法计算的卫星*的仰角数值增加1.0。

GPS系统选取的卫星为03、16、32，三颗卫星的仰角信息如图1所示。

图1表明文中方法计算的GPS仰角与模拟源的变化过程相符，能真实地反映出卫星起落现象，同时证实接收机在卫星仰角低于10度时，依然能够完好地进行信号的跟踪捕获。

GLONASS系统选取的卫星为02、14、24，三颗卫星的仰角信息如图2所示。

Galileo系统选取的卫星为01、08、26，三颗卫星的仰角信息如图3所示。

图2-图3中文种方法计算的仰角与模拟源理论值的吻合，不仅表明了文中方法同样适用于GLONASS、Galileo两个系统的仰角信息解算，还能真实地反应出卫星出入境的情况。

4 结论

综上所述，本文方法给出了详细的解算过程，通过与模拟源的理论数据做比对，验证该方法能正确地解算卫星的仰角信息。表1给出了仰角差值的均方差统计情况，说明仰角信息精度较高，可以作为进一步数据质量分析工作的基础。

【参考文献】

[1]Korvenoja P， Piche R， Efficient Satellite Orbit Approximation， Proceedings of ION GPS， Salt Lake City， UT， September 19-22， 2000.

[2]谢钢.GPS原理与接收机设计[M].电子工业出版社，2009，7.

[3]张旭臣.分段三次Hermite插值在水文上的应用[J].南水北调与水利科技，2009，7（5）.

[责任编辑：汤静]