摘 要： 在數(shù)據(jù)處理中，為求得高精度的點(diǎn)位坐標(biāo)，基線(xiàn)解算一般采用精密星歷。精密星歷要在觀測(cè)兩周后才能得到，而快速星歷在觀測(cè)$, 6 后就能得到。分析了兩種星歷誤差對(duì)基線(xiàn)解算、網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)果的影響，結(jié)果表明，對(duì)于一般的工程控制網(wǎng)而言，快速星歷能夠達(dá)到與精密星歷同樣的效果。

關(guān)鍵詞： 星歷誤差 快速星歷 精密星歷 基線(xiàn)解算

工程控制網(wǎng)一般規(guī)模較小，邊長(zhǎng)較短（ 短于$"";<），在同樣觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，快速星歷能否達(dá)到精密星歷的解算效果，值得進(jìn)行考慮。本文首先對(duì)=>? 提供的廣播星歷、快速星歷、精密星歷的精度進(jìn)行分析，從理論上探討其對(duì)定位精度的影響；比較快速星歷、精密星歷差異。最后，根據(jù)$ 個(gè)工程實(shí)例，比較了兩種星歷對(duì)基線(xiàn)解算，>@? 網(wǎng)平差的影響。

1 衛(wèi)星星歷來(lái)源及其精度

目前，國(guó)際=>? 服務(wù)局無(wú)償向全球用戶(hù)提供>@?的各種信息，如>@? 衛(wèi)星星歷、=>? 站坐標(biāo)及其運(yùn)動(dòng)速率、=>? 站所接收>@? 信號(hào)的相位和偽距數(shù)據(jù)、地球自轉(zhuǎn)速率等。這些信息在大地測(cè)量和地球動(dòng)力學(xué)方面支持了無(wú)數(shù)的科學(xué)項(xiàng)目，包括電離層、氣象、參考框架、精密時(shí)間傳遞、地殼運(yùn)動(dòng)等項(xiàng)研究［$］。

就星歷而言，=>? 現(xiàn)提供* 種衛(wèi)星星歷：預(yù)報(bào)星歷（=>@）、快速星歷（ =>A）、精密星歷（ =>?）。預(yù)報(bào)星歷（=>@）提供!( 6 后的預(yù)報(bào)星歷；快速星歷（ =>A）提供(’ 6 后的星歷；精密星歷（ =>?）提供! 周后的星歷。由于衛(wèi)星在運(yùn)行中受到多種攝動(dòng)力的復(fù)雜影響，通過(guò)地面監(jiān)測(cè)站又難以可靠地測(cè)定這些攝動(dòng)力的影響，在星歷預(yù)報(bào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。其誤差主要取決于諸如跟蹤網(wǎng)的規(guī)模、跟蹤站的分布、跟蹤方法及軌道計(jì)算的數(shù)學(xué)模型和軟件等因素［!］。

在一個(gè)觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)，星歷誤差是系統(tǒng)誤差（ 起算數(shù)據(jù)誤差）。它嚴(yán)重影響單點(diǎn)定位的精度，也是精密相對(duì)定位中的重要誤差源。廣播星歷根據(jù)美國(guó)>@?控制中心跟蹤站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合外推得到，是通過(guò)>@? 衛(wèi)星發(fā)布的一種預(yù)報(bào)星歷。由于目前還不能充分了解作用在衛(wèi)星上各種攝動(dòng)因素的大小及其變化規(guī)律，預(yù)報(bào)星歷存在較大的誤差。目前廣播星歷主要用于導(dǎo)航定位和低等級(jí)的工程測(cè)量。

精密星歷是根據(jù)全球>@? 跟蹤網(wǎng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到，它是在已知精確位置的點(diǎn)上跟蹤衛(wèi)星來(lái)計(jì)算觀測(cè)瞬間衛(wèi)星的真實(shí)位置，從而獲得準(zhǔn)確可靠的精密星歷。精密星歷有一定的時(shí)間延遲，一般要兩周后才能得到，常用于精密定位。而快速星歷在$ 天以后得到，常用于大氣的水汽含量、電離層計(jì)算等。* 種星歷的精度如表$ 所示，分別為!"" B<、$" B<、# B< 不等［*］。

2 星歷誤差對(duì)相對(duì)定位精度的影響

!"# 相對(duì)定位采用載波相位觀測(cè)值為基本觀測(cè)量，相對(duì)定位的結(jié)果是同步觀測(cè)所得基線(xiàn)三維坐標(biāo)差。對(duì)同一衛(wèi)星而言，星歷誤差對(duì)不同觀測(cè)站同步觀測(cè)量的影響具有很強(qiáng)的相關(guān)性，在求坐標(biāo)差時(shí)，共同的影響可自行消除，尤其是基線(xiàn)較短時(shí)，效果更為明顯。星歷誤差對(duì)相對(duì)定位的影響可按（$）式進(jìn)行估算
式中：! 為基線(xiàn)長(zhǎng)，%! 為衛(wèi)星星歷誤差引起的基線(xiàn)誤差，%# 為星歷誤差，! 為衛(wèi)星至測(cè)站的距離，%# $ ! 為星歷相對(duì)誤差。對(duì)于() *+ 長(zhǎng)的基線(xiàn)，取! , ’’ )))*+，%# , ’ +，相當(dāng)于廣播星歷精度，則%! , -. /( ++，對(duì)高精度的控制網(wǎng)而言，這一誤差不容忽視；因此規(guī)模較大、精度要求較高的控制網(wǎng)必須采用精密星歷計(jì)算。

3 快速星歷與精密星歷比較

對(duì)0!# 提供的兩種星歷進(jìn)行比較，選取的星歷年積日為$ $/)，與之對(duì)應(yīng)的!"# 周為$’ /1)。比較的方法是比較當(dāng)日-$ 顆衛(wèi)星兩種星歷同一時(shí)刻衛(wèi)星軌道標(biāo)之差，并對(duì)差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。圖$ 為$ $/) 當(dāng)日-$顆衛(wèi)星所有歷元快速星歷、精密星歷衛(wèi)星軌道坐標(biāo)差，表’ 為差值大小統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

從圖$、表’ 可以看出，精密星歷與快速星歷差別一般小于2 3+。$$/) 當(dāng)日只有個(gè)別星的某一個(gè)歷元軌道坐標(biāo)差超過(guò)2 3+，但是均小于$) 3+。就基線(xiàn)算而言，按式（’）計(jì)算，采用快速星歷或精密星歷，對(duì)短基線(xiàn)解算結(jié)果不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。

4 實(shí)例分析

由上述公式可大致根據(jù)基線(xiàn)長(zhǎng)短、星歷類(lèi)型估計(jì)星歷誤差對(duì)基線(xiàn)和定位精度的影響，也可根據(jù)實(shí)際計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算影響。選取實(shí)例為某大型工程首級(jí)!"#控制網(wǎng)，控制網(wǎng)最長(zhǎng)邊(( *+，采用89+:;26)) 型高精度雙頻接收機(jī)觀測(cè)，每時(shí)段觀測(cè)$) <，采樣間隔為-)=。為求得嚴(yán)格基準(zhǔn)下的三維空間坐標(biāo)，與上海!"#綜合服務(wù)網(wǎng)- 個(gè)連續(xù)跟蹤站聯(lián)測(cè)，因此，網(wǎng)中存在超過(guò)$)) *+ 的長(zhǎng)邊。基線(xiàn)解算采用!>?08 軟件，參數(shù)選取!>?08 軟件默認(rèn)參數(shù)，分別取快速星歷（ @A9）、精密星歷（ @A=）進(jìn)行基線(xiàn)解算，平差采用同濟(jì)大學(xué)8!B""#?)- 高精度!"# 后處理軟件。表- 給出采用兩種星歷基線(xiàn)解算各時(shí)段精度指標(biāo)（C9+=），圖’、圖- 分別為平差后邊長(zhǎng)互差和平面坐標(biāo)互差。

由表- 中基線(xiàn)解算的精度指標(biāo)看，兩種星歷解算精度無(wú)實(shí)質(zhì)差別。圖’ 則明顯看出，短于$)) *+ 邊長(zhǎng)互差不超過(guò)$ ++，幾條大于$)) *+ 的長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)互差為’ ++。兩者計(jì)算結(jié)果表明，就本例而言，兩種星歷解算結(jié)果，邊長(zhǎng)無(wú)明顯差別；同樣，平差后所得點(diǎn)位坐標(biāo)差別亦很小。

5 結(jié)束語(yǔ)

工程控制網(wǎng)規(guī)模相對(duì)較小，邊長(zhǎng)一般短于"##$%，多數(shù)邊長(zhǎng)在&# $% 以下。理論和實(shí)際計(jì)算表明，基線(xiàn)解算時(shí)采用快速星歷或精密星歷對(duì)計(jì)算結(jié)果不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。因此對(duì)于一般的工程控制網(wǎng)可以采用快速星歷進(jìn)行基線(xiàn)解算，至少在精密星歷還沒(méi)有公布之前，應(yīng)用快速星歷進(jìn)行初步解算，對(duì)工程控制網(wǎng)質(zhì)量做出初步判斷。