考虑卫星运动特性的IGS精密星历高效插值算法

"本文主要介绍了一种新的IGS精密星历插值算法，该算法针对传统滑动Lagrange多项式插值方法的局限性，考虑了卫星的实际运动特性，提高了星历内插和外推的精度。文章指出，传统方法在处理卫星运动时忽略了物理特性，导致插值精度不稳定，尤其是外推能力受限。文中提出的新型插值算法旨在解决这些问题，特别是在外推精度上，可以比传统方法提高一个数量级。此外，文章还讨论了如何处理IGS精密星历中时间跨度不足24小时的问题，即需要对星历数据进行拼接或外推。" 文章详细阐述了卫星运动的特点，基于开普勒定律，GPS卫星在惯性空间中遵循有规律的运动轨迹。然而，由于实际应用中需要以地球固定坐标系来表示星历，因此在插值过程中需要考虑这些因素。作者提出的插值算法在设计时考虑了卫星的轨道动力学，通过三角插值和坐标转换等技术，实现了更精确的星历内插和外推。 在方法描述部分，作者首先分析了滑动Lagrange多项式插值的缺陷，然后提出了新的插值策略。这种新方法不仅保留了Lagrange插值的简洁性，还引入了卫星运动的物理模型，使得插值过程更加符合卫星的实际动态行为。通过实例比较，新算法在星历插值和外推的精度上表现出显著的优势。 此外，针对IGS精密星历数据只覆盖每天00:00:00到23:45:00的问题，文章提出了两种解决方案：一是拼接两天的星历数据，二是仅用当天数据进行外推。前者需要处理更多数据且可能遇到数据中断的问题，后者则对插值算法的外推精度有更高要求。新型插值算法为此提供了有效支持，增强了星历外推的准确性。 这篇论文在工程技术领域，特别是GPS数据处理和卫星导航定位方面，提供了重要的理论和方法创新，有助于提升精密星历插值的实用性和可靠性。通过结合卫星的物理运动规律，该算法有望在未来的GPS数据处理中发挥重要作用，提高定位精度和稳定性。