生成广播星历的基本处理流程如下:①地面运行控制系统(OCS)利用其地面连续监测站的观测数据,进行导航卫星轨道确定及预报,获取导航卫星预报轨道。②按照广播星历格式生成广播星历。③与其他信息(如卫星钟差、卫星历书以及卫星健康状态信息等等)一起编制成导航电文。④由地面注入站上传给导航卫星实现导航电文更新。
广播星历主要采用以下两种方式:
①GPS系统采用开普勒(Kepler)轨道根数表达广播星历参数,该方法采用6个Kepler轨道根数(),3个具有长期变化根数的变率参数(
)以及6个短周期项调和参数(
)(见下表)。
广播星历参数定义 | |
参考历元的平近点角(rad) | |
由精密星历计算的卫星平均角速度与按给定参数计算的平均角速度之差(rad) | |
轨道偏心率 | |
轨道长半径的平方根 | |
参考时刻的升交点赤经(rad) | |
参考历元的轨道倾角(rad) | |
近地点角距(rad) | |
升交点赤经变化率(rad/s) | |
轨道倾角变化率(rad/s) | |
纬度幅角的余弦调和项改正的振幅(rad) | |
纬度幅角的正弦调和项改正的振幅(rad) | |
轨道半径的余弦调和项改正的振幅(m) | |
轨道半径的正弦调和项改正的振幅(m) | |
轨道倾角的余弦调和项改正的振幅(rad) | |
轨道倾角的正弦调和项改正的振幅(rad) | |
星历表参考历元(s) | |
星钟的数据龄期(N) |
②GLONASS采用卫星状态矢量积分表达星历,该方法的星历参数包括:星历参考时刻(),
时刻的卫星位置〔
、
、
〕、速度〔
、
、
〕以及加速度〔
、
、
〕。
采用开普勒轨道根数表达的广播星历,对于用户而言卫星位置计算的算法较为简单,且广播星历拟合精度高,各星历参数具有相对明确的物理意义,已被大多数导航系统采用,如北斗卫星导航系统(BDS)以及伽利略(Galileo)卫星导航系统。卫星状态矢量积分星历表达法,仅有GLONASS采用。采用该形式的广播星历其卫星位置计算精度相对较低,用户端的卫星位置计算算法也较为复杂。但是这种星历表达形式具有良好的扩展性,用户可以加入自行建立的高精度摄动力模型来进行卫星位置计算,以提高导航卫星位置的计算精度。