Acceleration Estimation Using GNSS Raw Doppler/Carrier Phase Measurements in Postprocessing Mode
EDN: BGCEZF
Abstract
Raw measurements from Global Navigation Satellite Systems (GNSS) provide important data for aerogravimetry [1, 2]. While commercial GNSS software focus primarily on determination of coordinates, the problem of determining acceleration specifically using raw satellite measurements—doppler/carrier phase—has never been addressed. The paper presents a postprocessing solution to this problem using raw GNSS measurements and ephemeris data. The basic idea is to differentiate single differences of Doppler and phase measurements. A qualitative analysis of the experimental data processing results is provided. The authors develop the approach outlined in [2] for the velocity determination problem.
About the Authors
A. A. Golovan
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
K. A. Kuznetsova
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
References
1. Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / под ред. В.Г. Пешехонова, О.А. Степанова. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 390 c.
2. Голован А.А., Кузнецова К.А. Определение скорости при помощи фазовых измерений приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем в автономном режиме // Гироскопия и навигация. 2025. Т. 33. № 3(130). С. 3–19. EDN: BAUWXY.
3. Teunissen, P., Montenbruck, O. (Eds.), Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems, Springer, 2017.
4. Leick, A., Rapoport, L., Tatarnikov, D. GPS satellite surveying. 4th ed. Wiley, 2015. Https://doi.org/10.1002/9781119018612/
5. Jekeli, C., Garcia, R., GPS phase accelerations for moving-base vector gravimetry, Journal of geodesy, 1997, 71, рр. 630–639.
6. Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90.11): справочный документ. М.: ВТУ ГШ ВС РФ, 2014.
7. Болотин Ю.В., Голован А.А., Кручинин П.А., Парусников H.А., Тихомиров В.В., Трубников С.А. Задача авиационной гравиметрии. Некоторые результаты испытаний // Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика. 1999. № 2. С. 36–41.
8. Вавилова Н.Б., Голован А.А., Парусников Н.А., Трубников С.А. Математические модели и алгоритмы обработки измерений спутниковой навигационной системы GPS. Стандартный режим. М.: Изд-во МГУ, 2009.
9. GLONASS. Interface control document. Ed. 5.1. М., 2008. URL: https://russianspacesystems.ru/bussines/navigation/glonass/interfeysnyy-kontrolnyy-dokument/
10. Голован А.А., Вавилова Н.Б. Спутниковая навигация. Задачи обработки первичных измерений спутниковой навигационной системы для геофизических приложений // Фундаментальная и прикладная математика. 2005. Т. 11. Вып. 7. С. 181–196.
11. World Geodetic System 1984 (WGS84). URL: https://confluence.gps.nl/qinsy/en/world-geodetic-system-1984-wgs84-29855173.html/
12. Zhang, J., Zhang, K., Grenfell, R., Deakin, R., GPS Satellite Velocity and Acceleration Determination using the Broadcast Ephemeris, The Journal оf Navigation, 2006, 59, рр. 293–305, https://doi.org/10.1017/S0373463306003638
13. Golovan, A.A., Vavilova, N.B., Satellite navigation. Raw data processing for geophysical applications, J. Math. Sci., 2007, 146, 5920–5930, https://doi.org/10.1007/s10958-007-0406-9/
14. Thompson, B.F., Lewis, S.W., Brown, S.A., Scott, T.M., Computing GPS satellite velocity and acceleration from the broadcast navigation message, Navigation, 2019, 66, рр. 769–779, https://doi.org/10.1002/navi.342/
15. Архипова А.С., Вязьмин В.С. Фильтр Калмана в задаче бескарданной аэрогравиметрии с учетом уточненной модели погрешностей спутниковых данных // Автоматика и телемеханика. 2025. № 6. С. 86–101. DOI: 10.31857/S0005231025060055
16. https://gnss.4du.ru/wp-content/uploads/2016/02/rinex211rus.pdf/
17. https://web.archive.org/web/20211016143803/https://files.igs.org/pub/data/format/rinex302.pdf/
18. https://files.igs.org/pub/data/format/rinex_4.02.pdf/
19. Блажнов Б.А., Кошаев Д.А., Степанов О.А. Исследование эффективности использования спутниковых измерений при определении УСТ на ЛА // Гироскопия и навигация. 2002. № 3. С. 33–47. EDN: RVZQGT
Review
For citations:
Golovan A.A., Kuznetsova K.A. Acceleration Estimation Using GNSS Raw Doppler/Carrier Phase Measurements in Postprocessing Mode. Giroskopiya i Navigatsiya. 2026;34(1):3-20. (In Russ.) EDN: BGCEZF
Views:
131
JATS XML
Email this article 