全球导航卫星系统(GNSS)在现代社会的方方面面都起到了举足轻重的作用,随着时代的发展和科技水平的日新月异,世界各国也都加快了导航卫星系统的建设,如今的GNSS系统中,除了全球性的导航卫星系统,也包括了区域性导航卫星系统,将传统的利用单一系统进行导航定位逐步转变为多系统联合定位已经成为了研究热点。导航卫星系统的测距原理是以时间的测量为基础的,因此对卫星钟差数据的处理具有深刻的意义,而卫星钟差的影响因素有很多,不同的导航卫星系统搭载的卫星钟各有差异,这对于不同导航系统的卫星钟差数据进行处理时所使用的数学方法带来的影响也各不相同,基于此背景,本文利用不同的插值方法和预报模型对GNSS中全球定位系统(GPS)、格洛纳斯导航卫星系统(GLONASS)、北斗卫星导航系统(BDS)和伽利略卫星导航系统(Galileo)这四大导航卫星系统的钟差产品进行了插值与预报,对比与分析了这些插值方法在GNSS钟差数据处理中的精度并进行总结,得出了一些有益的结论:(1)对拉格朗日插值法、切比雪夫拟合法和广义延拓插值法的基本原理和求解过程进行了研究,在对GNSS系统的卫星钟差进行插值时,为了避免出现“龙格现象”,采用了滑动式算法,将5min的精密钟差数据插值到30s,并与30s的精密钟差进行对比,发现精度均满足要求。(2)利用这三种滑动式插值法对GNSS中不同卫星系统进行钟差插值时,精度均达到了亚纳秒级,三种滑动式插值方法的应用效果从高到低依次为Galileo、BDS、GPS和GLONASS。三种滑动式插值方法中,滑动式广义延拓插值法的插值精度最高,滑动式切比雪夫拟合法精度次之,滑动式拉格朗日插值法精度最差。对于GPS系统,30颗卫星中有5颗卫星滑动式切比雪夫拟合法的插值精度略高于滑动式广义延拓插值法,精度差值不超过0.01ns;对于GLONASS系统,21颗卫星中只有1颗卫星滑动式切比雪夫拟合法的插值精度略高于滑动式广义延拓插值法,精度差值为0.002ns;对于BDS系统,14颗卫星中有5颗卫星滑动式切比雪夫拟合法的插值精度略高于滑动式广义延拓插值法,精度差值不超过0.01ns;对于Galileo系统,16颗卫星中有4颗卫星滑动式拉格朗日插值法的插值精度略高于滑动式广义延拓插值法,精度差值不超过0.01ns。有6颗卫星滑动式切比雪夫拟合法的插值精度略高于滑动式广义延拓插值法,精度差值不超过0.01ns。16颗卫星中有8颗卫星滑动式拉格朗日插值法与滑动式切比雪夫拟合法的插值精度几乎相等。(3)分别利用对二次多项式模型、灰色模型和二次指数平滑预报模型对GNSS系统中GPS、GLONASS、BDS和Galileo四大导航定位系统4月16日24h的30s精密钟差数据预报第二天(24h)的钟差,其结果与4月17日历元间隔为30s的精密钟差数据对比,分析预报精度,对比这三种预报模型在各个系统中的应用效果,得出对于GPS系统,灰色模型和二次指数平滑预报模型的平均精度均能达到亚纳秒级,二次指数平滑预报模型的预报精度最高,平均精度为0.7ns;对于GLONASS系统,这三种模型的预报精度都较差,灰色模型的预报精度最高,平均精度为1.32ns;对于BDS系统,这三种模型的预报精度都较差,二次指数平滑预报模型的预报精度最高,平均精度为2.36ns;对于Galileo系统,二次多项式模型和二次指数平滑预报模型的平均精度均能达到亚纳秒级,而且对Galileo系统当天有数据的16颗卫星进行预报时,这两种预报模型的预报精度均在1ns以内,二次多项式模型的预报精度最高,平均精度为0.37ns。对于二次多项式模型,预报精度从高到低依次为Galileo、GPS、BDS和GLONASS;对于灰色模型,预报精度从高到低依次为GPS、GLONASS、Galileo和BDS;对于二次指数平滑预报模型,预报精度从高到低依次为Galileo、GPS、GLONASS和BDS。