趙建 安家春 艾松濤 王澤民 朱李忠 宋翔宇,3,4

(1 武漢大學中國南極測繪研究中心,湖北 武漢 430079; 2 黑龍江測繪地理信息局極地測繪工程中心,黑龍江 哈爾濱 150081; 3 石家莊鐵道大學土木工程學院,河北 石家莊 050043; 4 道路與鐵道工程安全保障省部共建教育部重點實驗室(石家莊鐵道大學),河北 石家莊 050043)

提要 隨著北斗三號衛(wèi)星定位系統(tǒng)(BDS-3)的逐步建成,北斗系統(tǒng)的服務(wù)范圍已從亞太地區(qū)擴展到全球,而極地具有重要的科研、航運等價值,因此北斗三號在環(huán)南極地區(qū)的定位性能需要進行全面評估。利用在中山站、長城站以及環(huán)南極航行的“雪龍”號上采集的2018—2020年的北斗三號數(shù)據(jù),本文從可見衛(wèi)星數(shù)及位置精度因子、多徑值與信噪比、偽距單點定位精度等方面,分析了BDS 在環(huán)南極地區(qū)的信號質(zhì)量和定位性能。結(jié)果表明: BDS 在環(huán)南極地區(qū)可見衛(wèi)星數(shù)均介于4～20 顆之間,其衛(wèi)星可見性及位置精度因子優(yōu)于GPS; BDS 的中軌道地球衛(wèi)星(MEO)多徑值與GPS 衛(wèi)星相當,而BDS 的地球同步軌道衛(wèi)星(GEO)和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(IGSO)由于在極區(qū)的高度角較低,多徑值較大; 在定位精度方面,環(huán)南極地區(qū)的BDS 偽距單點定位精度在7 m 以內(nèi),滿足北斗系統(tǒng)的設(shè)計要求。盡管北斗三號系統(tǒng)還在逐步完善之中,但已經(jīng)解決了高緯度地區(qū)衛(wèi)星可見數(shù)較少的問題,明顯提升了定位精度,其中長城站2020年初的定位精度相對于2019年初已經(jīng)提升50%。

0 引言

為適應(yīng)國家安全與經(jīng)濟社會發(fā)展需要,20 世紀90年代起,中國開始著手北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)。根據(jù)北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,北斗三號系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星已于2020年6月23日發(fā)射,北斗全球星座部署圓滿完成[1]。北斗三號系統(tǒng)的建成,標志著北斗系統(tǒng)的服務(wù)范圍已從亞太地區(qū)擴展到全球。

在極區(qū)的北斗系統(tǒng)定位性能評估方面,杜玉軍等[2]利用實測數(shù)據(jù)對北斗二號(BDS-2)基本系統(tǒng)定位性能分析表明,在南極等中高緯度地區(qū),由于衛(wèi)星分布較差及可見數(shù)較少等原因,定位精度較低或無法定位。在BDS-2 全面建成后,王澤民等[3]對其在南極中山站地區(qū)的基本定位性能進行了評估,結(jié)果表明BDS-2 在該地區(qū)已初步具備全天導(dǎo)航定位的能力,但存在衛(wèi)星分布不夠均勻、GEO 衛(wèi)星高度角較低、電離層模型精度較差等問題。楊元喜等[4]對BDS-2 在極區(qū)的仿真分析表明,BDS-2 在極區(qū)總體覆蓋較差,需要依賴其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)才能實現(xiàn)極區(qū)導(dǎo)航。Wang 等[5]對BDS-3 衛(wèi)星可見數(shù)及精度因子(Dilution of Precision,DOP)進行了分析,發(fā)現(xiàn)在衛(wèi)星截止高度角為5°情況下,全球范圍內(nèi)可見BDS-3 衛(wèi)星數(shù)為8～14 顆,在極區(qū)的水平精度因子(Horizontal Dilution of Precision,HDOP)最小、垂直精度因子(Vertical Dilution of Precision,VDOP)最大。倪煜淮等[6]通過仿真分析得到結(jié)論,在包括南北極區(qū)的全球范圍內(nèi),BDS-3 在衛(wèi)星可見數(shù)及幾何精度因子(Geometric Dilution of Precision,GDOP)方面優(yōu)于GPS。Yang 等[7]通過計算得到國內(nèi)BDS-3的用戶等效距離誤差為1 m 左右,并在以中國境內(nèi)的用戶等效距離誤差表征BDS-3 全球信號質(zhì)量的前提下,預(yù)計北斗三號系統(tǒng)全面建成后,全球定位精度將達到1.3～2.7 m。

相比其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),北斗三號系統(tǒng)高軌衛(wèi)星多,抗遮擋能力強,在低緯度尤其亞太地區(qū)優(yōu)勢明顯。但是,作為一個全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),北斗三號在環(huán)南極等高緯度地區(qū)的實際觀測質(zhì)量、定位精度如何,需要進一步驗證。依托中國南極科學考察,本研究于2018年10月30日到2019年3月10日在“雪龍”號,以及2018年10月30日到2020年6月1日在長城站和中山站,采集了GPS 和BDS 數(shù)據(jù)。然后從衛(wèi)星可見數(shù)及三維位置精度因子(Position Dilution of Precision,PDOP)、多徑值與信噪比、偽距單點定位效果等方面,對BDS-3 在西南極、東南極和南大洋區(qū)域的定位性能進行了全面的評估。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)采集說明

如圖1 所示,藍線是2018—2019年中國第35次南極科學考察的“雪龍”號數(shù)據(jù)采集路線,“雪龍”號途徑西太平洋、南大洋等區(qū)域; 兩個紅點分別是長城站(GWBD)和中山站(ZHON)的位置。長城站(62°12'59"S,58°57'52"W)位于西南極南設(shè)得蘭群島的喬治王島西部的菲爾德斯半島,中山站(69°22'24.76"S,76°22'14.28"E)位于東南極大陸伊麗莎白公主地拉斯曼丘陵。長城站和中山站采用中國電子科技集團公司第五十四研究所研制的接收機,采樣率30 秒,可以接收GPS、GLONASS、Galileo 以及BDS 的四系統(tǒng)多頻點數(shù)據(jù)[8-10]。“雪龍”號采用徠卡GM30 接收機,采樣率30 秒,可以接收北斗衛(wèi)星的B1I、B2I 頻段數(shù)據(jù)[8-10],但無法接收北斗三號B1C、B2a、B2b、B3I 頻段數(shù)據(jù)。由于北斗二號系統(tǒng)中的B2I 在北斗三號系統(tǒng)中已經(jīng)被性能更優(yōu)的B2a 所取代,因此徠卡GM30 實際接收到的北斗三號數(shù)據(jù)只有B1I 單頻數(shù)據(jù)。

圖1 數(shù)據(jù)采集期間“雪龍”號航線Fig.1.The route of Xuelong icebreaker during data collection

北斗三號衛(wèi)星發(fā)射情況如表1 所示。截至“雪龍”號數(shù)據(jù)采集結(jié)束日期,共有19 顆北斗三號衛(wèi)星發(fā)射升空[1,11],其中18 顆衛(wèi)星在軌狀態(tài)正常; 截至2020年6月1日,29 顆衛(wèi)星在軌狀態(tài)正常。

表1 北斗三號衛(wèi)星發(fā)射列表[1]Table 1.The launching list of BDS-3 satellites

1.2 數(shù)據(jù)處理方法

1.2.1 衛(wèi)星可見數(shù)及PDOP 值

一般來說,衛(wèi)星導(dǎo)航定位需要接收機同時觀測至少4 顆衛(wèi)星,接收機觀測到的衛(wèi)星數(shù)越多,約束條件就越多,定位精度也就越高。衛(wèi)星可見數(shù)通過計算測站衛(wèi)星高度角,與截止高度角比較后得到,本文在衛(wèi)星可見數(shù)的分析中設(shè)置衛(wèi)星截止高度角為10°。

由測量衛(wèi)星及接收機空間幾何分布所帶來的用戶等效距離誤差到最終定位誤差或定時誤差的放大系數(shù)稱為DOP,即精度因子[11],其中位置精度因子(PDOP)主要反映衛(wèi)星空間幾何分布狀況,其值越小,衛(wèi)星空間分布圖形強度越高[2,4]。本文以觀測衛(wèi)星組的狀態(tài)矩陣為依據(jù),采用較為常用的方向余弦法,即利用衛(wèi)星星座的方向余弦計算PDOP 值[12]。

1.2.2 信噪比與多徑值

信噪比在衛(wèi)星導(dǎo)航中指載波信號功率與噪聲功率的比值,由于該值與接收機噪聲帶寬有關(guān),為便于不同接收機性能對比,通常用載噪比(C/N0)表示[13-14],單位為dBHz,其值可以在觀測文件中直接獲得。信噪比反映了接收機接收衛(wèi)星信號的抗干擾能力,信噪比越大,信號質(zhì)量就越好[3]。

由于測站周邊環(huán)境反射信號導(dǎo)致的干涉時延效應(yīng)稱為多路徑效應(yīng)[15],其所產(chǎn)生的多路徑誤差常通過采用偽距和雙頻載波相位組合觀測值消除對流層、電離層等誤差的影響計算得到[16-17]。實際計算中,由于公式中模糊度參數(shù)項計算復(fù)雜,常通過移動平均的方法求解偽距多路徑誤差,即選取一定歷元數(shù)的多徑值組合項取平均,再用當前歷元的多徑值組合項減去平均值,從而消去模糊度參數(shù)項及一些系統(tǒng)誤差,得到當前歷元的偽距多路徑誤差近似值[18-20],該方法已被TEQC、RTKLIB 等軟件使用[21]。

1.2.3 偽距單點定位

偽距單點定位是利用接收機在同一時刻測得四顆及四顆以上衛(wèi)星的偽距,通過衛(wèi)星播發(fā)的廣播星歷求解各衛(wèi)星位置,根據(jù)后方交會原理求定接收機天線的三維坐標。本文在RTKLIB 軟件(2.4.3 b33 版本)的基礎(chǔ)上進行改寫,實現(xiàn)對GPS和BDS 數(shù)據(jù)的偽距單點定位和雙頻精密單點定位功能,進而對各測站和雪龍?zhí)柹喜杉腉PS、BDS 觀測資料進行偽距單點定位數(shù)據(jù)處理,并以測站GPS 雙頻精密單點定位結(jié)果作為真值,對BDS 偽距單點定位結(jié)果進行評估。要特別指出的是,在偽距單點定位的電離層延遲改正中,對GPS 和 BDS 觀測資料分別采用 Klobuchar 和BDGIM 模型修正電離層延遲誤差,其中BDGIM是由北斗三號衛(wèi)星播發(fā)的用于單頻用戶定位服務(wù)的全球電離層修正模型[9,22-24]。在進行精密單點定位時,采用武漢大學提供的精密星歷及鐘差文件,通過消電離層組合模型消去電離層延遲誤差。另外,對流層模型均采用薩斯塔莫寧模型,截止高度角均設(shè)置為10°。

2 衛(wèi)星可見情況及PDOP 值分析

衛(wèi)星的可見性和空間分布直接影響著定位的可行性和精度,本節(jié)從這兩個方面對觀測數(shù)據(jù)進行分析,分別得到長城站、中山站及“雪龍”號航線上的GPS、BDS的衛(wèi)星可見數(shù)及PDOP值,如圖2 所示。

在2018年底至2019年初期間,長城站BDS可見衛(wèi)星數(shù)保持在4～12 顆且PDOP 值在0～50 之間,而GPS 可見衛(wèi)星數(shù)為6～14 顆且PDOP 值在0～5 之間,這表明GPS 在長城站衛(wèi)星可見情況更好、圖形精度更高。由于接收機故障,2019年1月底至2月初長城站BDS 與GPS 可見衛(wèi)星數(shù)有明顯下降,甚至少于4 顆。中山站BDS 可見衛(wèi)星數(shù)保持在8～18 顆且PDOP 在1～2 之間,而GPS可見衛(wèi)星數(shù)為8～14 顆且PDOP 在1～4 之間,這表明BDS 在中山站衛(wèi)星可見及PDOP 值方面表現(xiàn)優(yōu)于GPS?！把垺碧朆DS 可見衛(wèi)星數(shù)在4～16 顆之間且PDOP 值在0～10 之間,而GPS 可見衛(wèi)星數(shù)為6～14 顆且PDOP 值在0～5 之間,整體來看GPS與BDS 在“雪龍”號上衛(wèi)星可見數(shù)及PDOP 值的表現(xiàn)相當。三個測站中,BDS 衛(wèi)星可見數(shù)及PDOP值表現(xiàn)有如下規(guī)律: 中山站＞“雪龍”號＞長城站,這是由于BDS 衛(wèi)星在東半球的分布比在西半球好。

圖 2 GPS 和 BDS 的衛(wèi)星可見情況及 PDOP 值.a)和 b)長城站(2018.10.30—2019.3.10); c)和 d)長城站(2020.1.1—2020.6.1); e)和f)中山站(2018.10.30—2019.3.10); g)和h)中山站(2020.1.1—2020.6.1); i)和j)“雪龍”號(2018.10.30—2019.3.10)Fig.2.Number of visible satellites and PDOP of GPS and BDS.a) and b) Great Wall Station (2018.10.30—2019.3.10); c) and d) Great Wall Station (2020.1.1—2020.6.1); e) and f) Zhongshan Station (2018.10.30—2019.3.10); g) and h) Zhongshan Station (2020.1.1—2020.6.1); i) and j) Xuelong icebreaker (2018.10.30—2019.3.10).

在2020年上半年期間,長城站BDS 和GPS可見衛(wèi)星數(shù)均為6～14 顆,BDS 衛(wèi)星PDOP 值在0～2 之間,GPS 衛(wèi)星PDOP 值在0～5 之間,這表明BDS 衛(wèi)星分布狀況更好。中山站BDS 可見衛(wèi)星 數(shù)為9～20 顆且PDOP 值為1～2,GPS 可見衛(wèi)星數(shù)為9～14 顆且PDOP 值為1～4,這表明中山站BDS可見衛(wèi)星數(shù)及PDOP 值均優(yōu)于GPS。由此可見,隨著2020年北斗三號系統(tǒng)趨于完善,在各測站的衛(wèi)星可見及 PDOP 值狀況得到明顯改善,相比2018—2019年,BDS 可見衛(wèi)星數(shù)增加了2～4 顆,PDOP 值也有明顯下降,并且優(yōu)于GPS 可見衛(wèi)星數(shù)及PDOP 值。

3 信號質(zhì)量分析

信噪比反映了接收機接收衛(wèi)星信號的抗干擾能力,多路徑誤差則反映了測站周邊環(huán)境對接收機進行衛(wèi)星觀測時的影響,二者是信號質(zhì)量分析的重要指標。表2 是對2018年10月30日至2019年3月10日各測站GPS-L1 C/A、BDS-B1I 頻段 多徑值均方根與信噪比平均值的統(tǒng)計分析,表3是對2020年1月1日至2020年6月1日各測站GPS-L1 C/A、BDS-B1I 頻段多徑值均方根與信噪比平均值的統(tǒng)計分析。

通過表2 和表3 可以看出,在信噪比方面,各測站GPS-L1 C/A 與BDS-B1I 頻段信號信噪比分別為44～47 dBHz、43～46 dBHz,二者十分接近,表明環(huán)南極地區(qū)GPS-L1 C/A 與BDS-B1I 頻段信號強度相當。在多徑值方面,BDS 的MEO 衛(wèi)星多徑值與GPS 衛(wèi)星相當,均在0.3 m 左右。而BDS的GEO 和IGSO 衛(wèi)星由于在極區(qū)高度角較低,多徑值較大,最高達到0.75 m,這些衛(wèi)星有助于提高定位的可靠性。整體來看,BDS-B1I 頻段與GPS-L1 C/A 頻段信號質(zhì)量處于同一水平。

表2 各測站多徑值與信噪比統(tǒng)計分析(2018.10.30—2019.3.10)Table 2.Statistics of multipath and signal-to-noise ratio of each station (2018.10.30—2019.3.10)

進一步分析可得,BDS 各軌道衛(wèi)星多徑值在環(huán)南極地區(qū)存在如下規(guī)律: GEO＞IGSO＞MEO; 各軌道衛(wèi)星信號信噪比則符合規(guī)律: GEO＜IGSO＜ MEO,這是由于不同軌道衛(wèi)星在環(huán)南極地區(qū)高度角不同導(dǎo)致的。同樣由于衛(wèi)星高度角的影響,GEO、IGSO 多徑值在各測站呈現(xiàn)如下規(guī)律: 長城站＞中山站＞“雪龍”號。而“雪龍”號上獲得的BDS 各軌道衛(wèi)星多徑值和信噪比則未表現(xiàn)出明顯規(guī)律,這可能是因為“雪龍”號航線覆蓋赤道等低緯度地區(qū),而低緯地區(qū)的高軌衛(wèi)星高度角較高,導(dǎo)致衛(wèi)星信號多徑值較小、信噪比較大。

4 定位精度分析

考慮到北斗三號衛(wèi)星在不斷發(fā)射中,衛(wèi)星服務(wù)狀態(tài)也在不斷更新,因此本節(jié)按時段劃分來進行環(huán)南極地區(qū)的定位性能分析,分為2018年底至2019年初和2020年上半年兩個時段。

4.1 2018年底至2019年初的定位性能分析

對各測站GPS、BDS 觀測數(shù)據(jù)進行偽距單點定位,以GPS 雙頻精密單點定位結(jié)果為真值,得到2018年底至2019年初,各測站GPS、BDS 偽距單點定位在E、N、U 方向的誤差圖,如圖3 所示。

要注意的是,在2018.10.30—2019.3.10 期間,仍有12 顆北斗三號衛(wèi)星處于在軌測試或尚未發(fā)射狀態(tài)。從圖3 可以看出,BDS 定位誤差在2019年初發(fā)生了明顯的提升,這是得益于北斗三號衛(wèi)星的不斷發(fā)射以及從在軌測試轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)。GPS 和BDS 的偽距定位方式的U 方向定位誤差均明顯大于E 方向與N 方向,這是因為U 方向衛(wèi)星圖形分布狀況較差。

表4 是2019年初各測站GPS、BDS 偽距單點定位結(jié)果的統(tǒng)計分析,考慮到BDS 衛(wèi)星狀態(tài)的可用性,因此在比較定位精度時重點分析2019年初觀測數(shù)據(jù)定位結(jié)果。如表4 所示,對于GPS,E、N 方向定位精度位于4 m 以內(nèi),U 方向定位精度在10 m 以內(nèi); 對于BDS,E、N 方向定位精度位于8 m以內(nèi),U 方向定位精度在14 m 以內(nèi),由于BDS-3衛(wèi)星尚未完全發(fā)射,此時GPS 偽距單點定位精度優(yōu)于BDS。對各測站之間定位精度進行比較可得,對于GPS,中山站與長城站定位精度接近,雪龍?zhí)柖ㄎ痪容^差,這是因為雪龍?zhí)栜壽E處于動態(tài)變化之中,而長城站、中山站均為靜態(tài)定位; 對于 BDS,中山站定位精度最優(yōu),長城站定位精度則相對較差,這主要是因為長城站可用衛(wèi)星數(shù)過少。

4.2 2020年上半年的定位性能分析

圖4 是2020年上半年各測站GPS、BDS 偽距單點定位在E、N、U 方向的誤差圖,可以看到,2020年上半年BDS 偽距單點定位在E、N、U 方向誤差明顯低于圖3 所示誤差,其變化范圍更小也更加穩(wěn)定,BDS 定位精度有了明顯提升,GPS 則保持了原有的定位精度。

表5 是2020年上半年各測站GPS、BDS 偽距單點定位結(jié)果的統(tǒng)計分析,通過表4 和表5 對比可得,隨著北斗三號系統(tǒng)逐步完善,長城站與中山站在E、N、U 方向定位精度均達到了7 m 之內(nèi),完全滿足10 m 的設(shè)計要求。其中,2020年初的定位結(jié)果與2019年初相比,長城站E、N、U方向精度提升50%,中山站E、N、U 方向提升5%。這主要是因為北斗三號系統(tǒng)更多的MEO 組網(wǎng)衛(wèi)星改善了長城站可見衛(wèi)星數(shù)較少的問題,而中山站由于可以跟蹤到大量的GEO 和IGSO 衛(wèi)星,因此BDS 可見衛(wèi)星數(shù)一直保持較為良好的狀態(tài),定位精度提升較小[25]。此外,南極地區(qū)的偽距單點定位精度在E、N、U 方向有如下規(guī)律: E＞N＞U,這主要與南極地區(qū)的導(dǎo)航衛(wèi)星空間分布有關(guān),東西方向的衛(wèi)星分布更好。

圖3 GPS 和BDS 的偽距單點定位在E、N、U 方向誤差(2018.10.30—2019.3.10).a)和b)長城站; c)和d)中山站; e)和f)“雪龍”號Fig.3.The error of GPS and BDS standard point positioning at each station in the ENU direction (2018.10.30—2019.3.10).a) and b) Great Wall Station; c) and d) Zhongshan Station; e) and f) Xuelong icebreaker.

另外,由表5 可見,GPS 的定位精度略高于BDS,這主要是由于北斗三號系統(tǒng)仍在建設(shè)之中。圖5 給出了單日內(nèi)的跟蹤站上GPS 和BDS可用衛(wèi)星數(shù)的變化特點,可以看出,由于2020年初約8 顆BDS-3 衛(wèi)星處于在軌測試或星歷狀態(tài)為不可用,BDS 可用衛(wèi)星數(shù)變化不太穩(wěn)定,該時期的定位結(jié)果對BDS 最終的定位精度產(chǎn)生了不利影響。隨著北斗三號系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星的增多,衛(wèi)星空間分布更加合理,可見衛(wèi)星數(shù)增多,在環(huán)南極等高緯度地區(qū)尤其是原本衛(wèi)星可見情況較差地區(qū)定位精度將會有更大的提高。

5 結(jié)語

本文利用中國南極科學考察期間在長城站、中山站及“雪龍”號航線采集的2018—2020年的GPS 和BDS 觀測數(shù)據(jù),對兩系統(tǒng)在西南極、東南極和南大洋區(qū)域的定位性能進行了全面對比分析,結(jié)論如下:

表4 各測站偽距單點定位結(jié)果統(tǒng)計分析(2019.1.1—2019.3.10)Table 4.Statistics of standard point positioning results at each station (2019.1.1—2019.3.10)

圖4 GPS 和BDS 偽距單點定位誤差在E、N、U 方向誤差(2020.1.1—2020.6.1).a)和b)長城站; c)和d)中山站Fig.4.The error of GPS and BDS standard point positioning (2020.1.1—2020.6.1).a) and b) Great Wall Station; c) and d) Zhongshan Station.

表5 各測站偽距單點定位結(jié)果統(tǒng)計分析(2020.1.1—2020.6.1)Table 5.Statistics of standard point positioning results at each station (2020.1.1—2020.6.1)

(1) 在2018.10.30—2019.3.10 期間,環(huán)南極地區(qū)可見衛(wèi)星數(shù)均可滿足定位要求,中山站的衛(wèi)星可見情況最佳,可達到 8～16 顆; 在 2020.1.1—2020.6.1 期間,隨著北斗三號系統(tǒng)的逐步完善,BDS在環(huán)南極地區(qū)的衛(wèi)星可見數(shù)及PDOP 優(yōu)于GPS。

(2) 環(huán)南極地區(qū)的BDS 多徑值在0.3 m 左右,信噪比在40 dBHz 以上; BDS-B1I 頻段與GPS-L1 C/A 頻段信號質(zhì)量處于同一水平; 由于衛(wèi)星高度角的不同,BDS 不同軌道衛(wèi)星信號質(zhì)量存在如下規(guī)律: GEO＜IGSO＜MEO。

圖5 GPS 與BDS 在一天之內(nèi)的可見衛(wèi)星數(shù).a) 2020年2月2日長城站; b) 2020年1月23日中山站Fig.5.The number of available GPS and BDS satellites in one day.a) Great Wall Station on February 2,2020; b) Zhongshan Station on January 23,2020.

(3) 在2020.1.1—2020.6.1 期間,環(huán)南極地區(qū) BDS-3 偽距單點定位精度在7 m 以內(nèi),北斗三號系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星的不斷增多對環(huán)南極地區(qū)定位精度提升明顯,在原本可見衛(wèi)星數(shù)較少的長城站,BDS 定位精度提升達到50%。

綜上所述,現(xiàn)階段BDS 在環(huán)南極地區(qū)的信號質(zhì)量與基本定位服務(wù)性能完全滿足設(shè)計要求。隨著北斗三號系統(tǒng)的進一步完善,其在高緯度地區(qū)的定位性能將繼續(xù)提升。

致謝感謝中國第35 次、36 次南極科學考察隊對數(shù)據(jù)采集工作的支持。