Full download test bank at ebook textbookfull.

com

China Satellite Navigation

Conference CSNC 2017 Proceedings

CLICK LINK TO DOWLOAD

https://textbookfull.com/product/china-
satellite-navigation-conference-
csnc-2017-proceedings-volume-iii-1st-edition-
jiadong-sun/

textbookfull
More products digital (pdf, epub, mobi) instant
download maybe you interests ...

China Satellite Navigation Conference CSNC 2018

Proceedings Volume III Jiadong Sun

https://textbookfull.com/product/china-satellite-navigation-
conference-csnc-2018-proceedings-volume-iii-jiadong-sun/

China Satellite Navigation Conference CSNC 2017

Proceedings Volume I 1st Edition Jiadong Sun

https://textbookfull.com/product/china-satellite-navigation-
conference-csnc-2017-proceedings-volume-i-1st-edition-jiadong-
sun/

China Satellite Navigation Conference CSNC 2018

Proceedings Volume II Jiadong Sun

https://textbookfull.com/product/china-satellite-navigation-
conference-csnc-2018-proceedings-volume-ii-jiadong-sun/

China Satellite Navigation Conference CSNC 2019

Proceedings Volume I Jiadong Sun

https://textbookfull.com/product/china-satellite-navigation-
conference-csnc-2019-proceedings-volume-i-jiadong-sun/
China Satellite Navigation Conference CSNC 2019
Proceedings Volume II Jiadong Sun

https://textbookfull.com/product/china-satellite-navigation-
conference-csnc-2019-proceedings-volume-ii-jiadong-sun/

Advanced Hybrid Information Processing: First

International Conference, ADHIP 2017, Harbin, China,
July 17–18, 2017, Proceedings 1st Edition Guanglu Sun

https://textbookfull.com/product/advanced-hybrid-information-
processing-first-international-conference-adhip-2017-harbin-
china-july-17-18-2017-proceedings-1st-edition-guanglu-sun/

Artificial Intelligence and Security 6th International

Conference ICAIS 2020 Hohhot China July 17 20 2020
Proceedings Part III Xingming Sun

https://textbookfull.com/product/artificial-intelligence-and-
security-6th-international-conference-icais-2020-hohhot-china-
july-17-20-2020-proceedings-part-iii-xingming-sun/

Wireless and Satellite Systems 9th International

Conference WiSATS 2017 Oxford UK September 14 15 2017
Proceedings 1st Edition Prashant Pillai

https://textbookfull.com/product/wireless-and-satellite-
systems-9th-international-conference-wisats-2017-oxford-uk-
september-14-15-2017-proceedings-1st-edition-prashant-pillai/

Chinese Computational Linguistics and Natural Language

Processing Based on Naturally Annotated Big Data 16th
China National Conference CCL 2017 and 5th
International Symposium NLP NABD 2017 Nanjing China
October 13 15 2017 Proceedings 1st Edition Maosong Sun
https://textbookfull.com/product/chinese-computational-
linguistics-and-natural-language-processing-based-on-naturally-
annotated-big-data-16th-china-national-conference-
Lecture Notes in Electrical Engineering 439
Jiadong Sun
Jingnan Liu
Yuanxi Yang
Shiwei Fan
Wenxian Yu
Editors

China Satellite
Navigation
Conference (CSNC)
2017 Proceedings:
Volume III
Lecture Notes in Electrical Engineering

Volume 439

Board of Series editors

Leopoldo Angrisani, Napoli, Italy
Marco Arteaga, Coyoacán, México
Samarjit Chakraborty, München, Germany
Jiming Chen, Hangzhou, P.R. China
Tan Kay Chen, Singapore, Singapore
Rüdiger Dillmann, Karlsruhe, Germany
Haibin Duan, Beijing, China
Gianluigi Ferrari, Parma, Italy
Manuel Ferre, Madrid, Spain
Sandra Hirche, München, Germany
Faryar Jabbari, Irvine, USA
Janusz Kacprzyk, Warsaw, Poland
Alaa Khamis, New Cairo City, Egypt
Torsten Kroeger, Stanford, USA
Tan Cher Ming, Singapore, Singapore
Wolfgang Minker, Ulm, Germany
Pradeep Misra, Dayton, USA
Sebastian Möller, Berlin, Germany
Subhas Mukhopadyay, Palmerston, New Zealand
Cun-Zheng Ning, Tempe, USA
Toyoaki Nishida, Sakyo-ku, Japan
Bijaya Ketan Panigrahi, New Delhi, India
Federica Pascucci, Roma, Italy
Tariq Samad, Minneapolis, USA
Gan Woon Seng, Nanyang Avenue, Singapore
Germano Veiga, Porto, Portugal
Haitao Wu, Beijing, China
Junjie James Zhang, Charlotte, USA
About this Series

“Lecture Notes in Electrical Engineering (LNEE)” is a book series which reports

the latest research and developments in Electrical Engineering, namely:
• Communication, Networks, and Information Theory
• Computer Engineering
• Signal, Image, Speech and Information Processing
• Circuits and Systems
• Bioengineering
LNEE publishes authored monographs and contributed volumes which present
cutting edge research information as well as new perspectives on classical fields,
while maintaining Springer’s high standards of academic excellence. Also
considered for publication are lecture materials, proceedings, and other related
materials of exceptionally high quality and interest. The subject matter should be
original and timely, reporting the latest research and developments in all areas of
electrical engineering.
The audience for the books in LNEE consists of advanced level students,
researchers, and industry professionals working at the forefront of their fields. Much
like Springer’s other Lecture Notes series, LNEE will be distributed through
Springer’s print and electronic publishing channels.

More information about this series at http://www.springer.com/series/7818

Jiadong Sun Jingnan Liu Yuanxi Yang
• •

Shiwei Fan Wenxian Yu

•

Editors

China Satellite Navigation

Conference (CSNC) 2017
Proceedings: Volume III

123
Editors
Jiadong Sun Shiwei Fan
Academician of CAS China Satellite Navigation Office
China Aerospace Science and Technology Beijing
Corporation China
Beijing
China Wenxian Yu
Shanghai Jiao Tong University
Jingnan Liu Shanghai
Wuhan University China
Wuhan
China

Yuanxi Yang
National Administration of GNSS
and Applications
Beijing
China

ISSN 1876-1100 ISSN 1876-1119 (electronic)

Lecture Notes in Electrical Engineering
ISBN 978-981-10-4593-6 ISBN 978-981-10-4594-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-981-10-4594-3
Library of Congress Control Number: 2017937524

© Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2017

This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part
of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations,
recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission
or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar
methodology now known or hereafter developed.
The use of general descriptive names, registered names, trademarks, service marks, etc. in this
publication does not imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt from
the relevant protective laws and regulations and therefore free for general use.
The publisher, the authors and the editors are safe to assume that the advice and information in this
book are believed to be true and accurate at the date of publication. Neither the publisher nor the
authors or the editors give a warranty, express or implied, with respect to the material contained herein or
for any errors or omissions that may have been made. The publisher remains neutral with regard to
jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Printed on acid-free paper

This Springer imprint is published by Springer Nature

The registered company is Springer Nature Singapore Pte Ltd.
The registered company address is: 152 Beach Road, #21-01/04 Gateway East, Singapore 189721, Singapore
Preface

BeiDou Navigation Satellite System (BDS) is China’s global navigation satellite

system which has been developed independently. BDS is similar in principle to
global positioning system (GPS) and compatible with other global satellite navi-
gation systems (GNSS) worldwide. The BDS will provide highly reliable and
precise positioning, navigation and timing (PNT) services as well as short-message
communication for all users under all-weather, all-time and worldwide conditions.
China Satellite Navigation Conference (CSNC) is an open platform for academic
exchanges in the field of satellite navigation. It aims to encourage technological
innovation, accelerate GNSS engineering and boost the development of the satellite
navigation industry in China and in the world.
The 8th China Satellite Navigation Conference (CSNC 2017) is held during May
23–25, 2017, Shanghai, China. The theme of CSNC2017 is Positioning,
Connecting All, including technical seminars, academic exchanges, forums, exhi-
bitions and lectures. The main topics are as follows:

Conference Topics

S01 Satellite Navigation Technology

S02 Navigation and Location Service
S03 Satellite Navigation Signals and Signal Processing
S04 Satellite Orbit and Satellite Clock Error
S05 Precise Positioning Technology
S06 Atomic Clock and Time-frequency Technology
S07 Satellite Navigation Augmentation Technology
S08 Test and Assessment Technology
S09 User Terminal Technology
S10 Multi-source Fusion Navigation Technology
S11 PNT New Concept, New Methods and New Technology
S12 Policies and Regulations, Standards and Intellectual Properties

v
vi Preface

The proceedings (Lecture Notes in Electrical Engineering) have 188 papers in

twelve topics of the conference, which were selected through a strict peer-review
process from 599 papers presented at CSNC2017. In addition, another 272 papers
were selected as the electronic proceedings of CSNC2017, which are also indexed
by “China Proceedings of Conferences Full-text Database (CPCD)” of CNKI and
Wan Fang Data.
We thank the contribution of each author and extend our gratitude to 249
referees and 48 session chairmen who are listed as members of editorial board. The
assistance of CNSC2017 organizing committees and the Springer editorial office is
highly appreciated.

Beijing, China Jiadong Sun

Wuhan, China Jingnan Liu
Beijing, China Yuanxi Yang
Beijing, China Shiwei Fan
Shanghai, China Wenxian Yu
Editorial Board

Topic: S1: Satellite Navigation Technology

Qin Zhang, Chang’an University, China
Feixue Wang, National University of Defense Technology
Changsha, China
Shuanggen Jin, Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences
Ruizhi chen, Texas A&M University, Corpus Christi, USA
Topic: S2: Navigation and Location Services
Yamin Dang, Chinese Academy of Surveying & Mapping
Baoguo Yu, The 54th Research Institute of China Electronics Technology Group
Corporation
Qun Ding, The 20th Research Institute of China Electronics Technology Group
Corporation
Kefei Zhang, RMIT University, Australia
Topic: S3: Satellite Navigation Signals and Signal Processing
Xiaochun Lu, National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences
Yanhong Kou, Beihang University
Zheng Yao, Tsinghua University
Topic: S4: Satellite Orbit and Satellite Clock Error
Geshi Tang, Beijing Aerospace Control Center
Xiaogong Hu, Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences
Rongzhi Zhang, Xi’an Satellite Control Center
Maorong Ge, Geo Forschungs Zentrum (GFZ) Potsdam, Germany

vii
viii Editorial Board

Topic: S5: Precise Positioning Technology

Qile Zhao, Wuhan University
Jianwen Li, Information Engineering University
Songshu Li, Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences
Feng Yanming, Queensland University of Technology Brisbane, Australia
Topic: S6: Atomic Clock and Time-frequency Technology
Lianshan Gao, The 203th Research Institute of China Aerospace Science &
Industry Corporation
Chunhao Han, Beijing Satellite Navigation Center
Xiaohui Li, National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences
Rochat Pascal, Spectratime & T4Science
Topic: S7: Satellite Navigation Augmentation Technology
Junlin Zhang, OLinkStar Co., Ltd., China
Jinping Chen, Beijing Satellite Navigation Center
Rui Li, Beihang University
Shaojun Feng, Imperial College London
Topic: S8: Test and Assessment Technology
Xiaolin Jia, Xi’an Institute of Surveying and Mapping
Jun Yang, National University of Defense Technology
Jianping Cao, Air Force Equipment Research Institute
Yang Gao, University of Calgary, Canada
Topic: S9: User Terminal Technology
Haibo He, Beijing Satellite Navigation Center
Baowang Lian, Northwestern Polytechnical University
Hong Li, Tsinghua University
Yong Li, University of New South Wales, Australia
Topic: S10: Multi-source Fusion Navigation Technology
Zhongliang Deng, Beijing University of Posts and Telecommunications
Hong Yuan, Academy of Opto-electronics, Chinese Academy of Sciences
Yongbin Zhou, National University of Defense Technology
Jinling Wang, University of New South Wales, Australia
Topic: S11: PNT New Concept, New Methods and New Technology
Mingquan Lu, Tsinghua University
Wei Wang, The 20th Research Institute of China Electronics Technology Group
Corporation
Yin Xu, Academy of Opto-Electronics, Chinese Academy of Sciences
Xiangzhen Li, Chungnam National University, Korea
Editorial Board ix

Topic: S12: Policies and Regulations, Standards and Intellectual Properties

Daiping Zhang, China Defense Science and Technology Information Center
Yonggang Wei, China Academy of Aerospace Standardization and Product Assurance
Junli Yang, Beihang University
Huiying Li, Electronic Intellectual Property Center, Ministry of Industry and
Information Technology, PRC
Scientific Committee and Organizing Committee

The 8th China Satellite Navigation Conference (CSNC 2017)

Scientific Committee

Chairman
Jiadong Sun, China Aerospace Science and Technology Corporation

Vice-Chairman
Rongjun Shen, China
Jisheng Li, China
Qisheng Sui, China
Changfei Yang, China
Zuhong Li, China Academy of Space Technology
Shusen Tan, Beijing Satellite Navigation Center, China

Executive Chairman
Jingnan Liu, Wuhan University
Yuanxi Yang, China National Administration of GNSS and Applications
Shiwei Fan, China

Committee Members: (By Surnames Stroke Order)

Xiancheng Ding, China Electronics Technology Group Corporation
Qingjun Bu, China
Liheng Wang, China Aerospace Science and Technology Corporation
Yuzhu Wang, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy
of Sciences
Guoxiang Ai, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences
Shuhua Ye, Shanghai Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences
Zhaowen Zhuang, National University of Defense Technology
Qifeng Xu, PLA Information Engineering University

xi
xii Scientific Committee and Organizing Committee

Houze Xu, Institute of Geodesy and Geophysics, Chinese Academy of Sciences

Guirong Min, China Academy of Space Technology
Xixiang Zhang, China Electronics Technology Group Corporation
Lvqian Zhang, China Aerospace Science and Technology Corporation
Junyong Chen, National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation
Benyao Fan, China Academy of Space Technology
Dongjin Luo, China
Guohong Xia, China Aerospace Science & Industry Corporation
Chong Cao, China Research Institute of Radio Wave Propagation (CETC 22)
Faren Qi, China Academy of Space Technology
Sili Liang, China Aerospace Science and Technology Corporation
Shancheng Tu, China Academy of Space Technology
Rongsheng Su, China
Zhipeng Tong, China Electronics Technology Group Corporation
Ziqing Wei, Xi’an Institute of Surveying and Mapping

Organizing Committee

Secretary General
Haitao Wu, Navigation Headquarters, Chinese Academy of Sciences

Vice-Secretary General
Weina Hao, Navigation Headquarters, Chinese Academy of Sciences

Under Secretary
Wenhai Jiao, China Satellite Navigation Office Engineering Center
Zhao Wenjun, Beijing Satellite Navigation Center
Wenxian Yu, Shanghai Jiao Tong University
Wang Bo, Academic Exchange Center of China Satellite Navigation Office

Members: (In Surname Stroke Order)

Qun Ding, The 20th Research Institute of China Electronics Technology Group
Corporation
Miao Yu, China Academy of Space Technology
Li Wang, International Cooperation Research Center, China Satellite Navigation
Engineering Office
Liu Peiling, Shanghai Jiao tong University
Ying Liu, China Satellite Navigation Office Engineering Center
Lu Mingquan, Tsinghua University
Xiuwan Chen, Peking University
Ouyang Guangzhou, Academy of Opto-Electronics, Chinese Academy of Sciences
Zhao Qile, Wuhan University
Scientific Committee and Organizing Committee xiii

Xiangan Zhao, China Defense Science and Technology Information Center

Gang Hu, Beijing Unicore Communications, Inc.
Min Shui, National Remote Sensing Centre of China
Contents

Part I Satellite Orbit and Satellite Clock Error

Orbit Determination Based on Particle Filtering Algorithm . . . . . . . . . . 3
Daming Bai
A Method for Predicting Satellite Clock Bias Based on EEMD . . . . . . . 11
Zan Liu, Xihong Chen, Jin Liu and Chenlong Li
Estimation, Validation, and Application of 30-s GNSS Clock
Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Rengui Ruan, Ziqing Wei and Xiaolin Jia
GNSS Performance Research for MEO, GEO, and HEO . . . . . . . . . . . . 37
Huicui Liu, Xiao Cheng, Geshi Tang and Jing Peng
Research on the On-Orbit Precision Evaluation Method
of Inter-Satellite Measurement Based on Geometry Configuration . . . . . 47
Daoning Yang, Jun Yang, Gang Li, Haojie Wang and Ying Liu
Research on Distributed Autonomous Time Reference
Maintain Method of Navigation Constellation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Daoning Yang, Gang Li, Ying Liu, Jun Yang, Yinan Meng
and Xianyu Zhang
A Study on the Orbit Accuracy Variation Characteristics
and Yaw-Attitude Modes of Beidou Navigation Satellites . . . . . . . . . . . . 65
Guofeng Ji, Yuxi Liu, Zhiqiang Yang and Xiaolin Jia
A Method for Polar Motion Prediction Based on LS Model
of Error Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Zhiwen Wang, Hui Xu, Qianxin Wang and Yilei He
Research on Autonomous Orbit Determination Test Based
on BDS Inter-Satellite-Link on-Orbit Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Haiong Wang, Qiuli Chen, Weisong Jia and Chengpan Tang

xv
xvi Contents

GNSS Satellite Observations with Interference Measurement

Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Li Li, Geshi Tang, Tianpeng Ren, Jing Sun, Ming Shi and Junwei Wang
Experiment Research on GEO Satellite Orbit Measurement
by Using CEI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Zejun Liu, Chunlin Shi, Lan Du, Lili Wu and Ruopu Wang
Real Time Precise Satellite Clock Estimation for Quad-System
GPS/GLONASS/GALILEO/BDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Xiaotao Li, Hua Chang, Shaoming Xin and Jianghui Geng
The Analysis and Modeling of Intersystem Biases Between
GPS and BDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Dongwei Zhu, Dingfa Huang, Abubakr Hassan and Bolin Xiong
Research on Dependability of Navigation Satellite Precise
Orbit Determination Based on Regional Monitoring Network. . . . . . . . . 149
Zhuopeng Yang, Shanshi Zhou, Heng Zheng and Xiaogong Hu
Combined Precise Orbit Determination for High-, Medium-,
and Low-Orbit Navigation Satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Haibo Ge, Bofeng Li, Maorong Ge, Yunzhong Shen,
Liangwei Nie and Harald Schuh
Design of Deorbit Parameters for BEIDOU MEO and IGSO
Satellites Based on Long-Term Eccentricity Evolution . . . . . . . . . . . . . . . 181
Chen Xingyi, Zhang Wei and Xie Chen
A New Method and Strategy for Precise Ultra-Rapid Orbit
Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Hongyang Ma, Qile Zhao and Xiaolong Xu
Annual Variation Analysis and Forecasting Model of DCB
Parameters for BDS Satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Xiaoli Wu, Xiao liu, Shuai Gao, Feng Zhou, Li Gu and Enqiang Dong
Real-Time GPS Satellite Clock Estimation Based on OpenMP . . . . . . . . 217
Kang Gao, Shoujian Zhang, Jiancheng Li, Xinyun Cao and Kaifa Kuang

Part II Precise Positioning Technology

A New RTK Ambiguity Resolution Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Bingquan Dong and Huan Liu
Algorithm and Experimental Analysis of Medium-Long
Baseline Static Positioning Based on BeiDou Dual-Frequency
Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Junjun Ying, Fengbo Wu and Wanke Liu
Contents xvii

A New Method of the Real-Time Precise Point Positioning Based

on Epoch Difference of Satellite Clock Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Taogao Dai, Chen Chen, Jianwen Li, Peng Pang and Yongtao Li
Epoch-Differenced Cycle Slip Resolution Technique Considering
Velocity Constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Yuanjun Chen, Xiang Zuo, Xiaoyu Shi and Chenggang Li
The Application of Instrumental Bias Estimation to Single Point
Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Weijun Lu and Guanyi Ma
Characteristic Analysis of Offshore Zenith Tropospheric Delay
Based on GPS/BDS/GLONASS PPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Xue Wang, Lin Zhao, Liang Li, Peng Cui and Jie Zhang
GPS/BDS Real-Time Precise Point Positioning for Kinematic
Maritime Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Fuxin Yang, Liang Li, Lin Zhao and Chun Cheng
Applicability Analysis of Troposphere Mapping Functions
in China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Zong-qiang Liu, Ya-min Dang, Qiang Yang and Hu Wang
A Multi-Redundancies Network RTK Atmospheric
Errors Interpolation Method Based on Delaunay
Triangulated Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Rui Shang, Chengfa Gao, Shuguo Pan,
Denghui Wang and Longlei Qiao
An Accurate Height Reduction Model for Zenith Tropospheric
Delay Correction Using ECMWF Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Yufeng Hu and Yibin Yao
Centimeter Level Precise Positioning with a Low-Cost GNSS
Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Xiang Zuo, Yuanjun Chen, Xiaoyu Shi and Chenggang Li
Triple-Frequency Carrier Ambiguity Resolution with Low
Noise and Ionosphere-Free Impact for BDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Jing Cao, Baowang Lian and Yulong Song
Performance Analysis of Multi-GNSS Precise Point Positioning . . . . . . . 377
Jiang Guo, Xiaotao Li, Xingyu Chen, Jianghui Geng,
Qiang Wen and YuanXin Pan
The Positioning Performance Analysis of BDS/GPS Single
Frequency-Single Epoch of Asia Pacific Region
for Short Baseline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
Xin Liu, Qiuzhao Zhang and Wei Yang
xviii Contents

The Wide- and Local-Area Combined GNSS Real-Time Precise

Positioning Service System and Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
ZhiQiang Dai, Qile Zhao, Yifei Lv, Jia Song, Jinning Zhou,
Sheng Yang and Mingze Gu
Real-Time Detection and Repair of Cycle Slips in Triple-Frequency
BDS Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
Huabo Wei, Xiaoqing Zhang, Zhanyu Zhang, Yu Li and Ruifan Pang
Preliminary Study on Changes in Temperature and Its Implication
on Vertical Displacements of Antarctic GPS Stations. . . . . . . . . . . . . . . . 443
Wenhao Li, Shengkai Zhang, Jintao Lei, Qingchuan Zhang
and Chaohui Zhu
An Improved Constraint Result Zone Search Algorithm for
Measuring Attitude Based on Dual Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Yuan Quan, Xiubin Zhao, Chunlei Pang, Yong Wang and Chao Gao
The Detection and Repair of Cycle-Slip Based on the Combination
of BeiDou Triple-Frequency Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
Xu Feng, Changjian Liu, Chen Liu, Lingfeng Xu and Ying Du
Research on Fast RTK GNSS Algorithm Based on Partial
Ambiguity Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
Nannan Hu, Hongping Zhang, Yongzhong Shi,
Ronghao Wei and Tuan Li

Part III Atomic Clock and Time-Frequency Technology

Development of 15 kg Space Mini Passive Hydrogen Maser . . . . . . . . . . 495
Yonghui Xie, Tao Shuai, Pengfei Chen, Yuxian Pei, Xiaoyan Pan
and Chuanfu Lin
Verification and Analyzing of the Reliability and Lifetime
of Space Passive Hydrogen Maser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
Pengfei Chen, Yonghui Xie, Tao Shuai, Yang Zhao, Yuxian Pei,
Chao Shen and Xiaoyan Pan
Studying on the Leap Second Calculational Methods
in BeiDou System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
Mengfei Cheng, Fengfeng Shi, Jinfeng Xu,
Yang Wang and Shengli Zhang
The Identification of Satellite Clock Noise Based on LAG1
Autocorrelation of Overlapping Samples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
Qingsong Ai, Tianhe Xu, Dawei Sun, Hongwei Xiong
and Shengchao Wang
Contents xix

A Simple and Effective Method for Abnormal Data Processing

of Atomic Clock Time Difference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
Dongmei Yue, Yangqi Liu, Qiang Li and Zhen Qiu
Performance Test and Power-Law Spectrum Analysis
of Domestic Cesium Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
Xianglei Wang, Yan Du and Jun Zhang
High Precise Time Delay Measurement in Optical Fiber . . . . . . . . . . . . . 553
Jingwen Dong, Bo Wang, Hongwei Si and Lijun Wang
Design of a Miniaturized High-Performance Rubidium Atomic
Frequency Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
Chen Wang, Pengfei Wang, Shidong Yan, Shengguo He,
Fang Wang, Feng Zhao and Ganghua Mei
High Gain, Low Noise, and Long Lifetime MCP Electron
Multiplier for Cesium Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
Yifei Wang, Xi Zhu, Lianshan Gao and Haibo Chen
Joint Time and Frequency Transfer and Multipoint Time
Synchronization via Urban Fiber and Its Application in CEI . . . . . . . . . 583
Youzhen Gui, Jialiang Wang, Haitao Li, Shaowu Chen, Nan Cheng,
Qin Liu, Zitong Feng, Fei Yang, Wei Chen and Haiwen Cai
Research on Microwave Oscillator Based on Cryogenically
Cooled Sapphire Cavity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
Xi Zhu, Yifei Wang, Haibo Chen, Kai Huang and Lianshan Gao

Part IV Policies and Regulations, Standards and Intellectual

Properties
Analysis of GNSS User/Industry Interoperability Viewpoint
Survey Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
Tao Han, Xiaochun Lu, Juan Du, Xiaozhen Zhang and Yongqiang Ji
Applicability Analyses of Intellectual Property Securitization
in Beidou Enterprises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
Yalan Li and Yingchun Shen
 Part I
Satellite Orbit and Satellite Clock Error
Orbit Determination Based on Particle
Filtering Algorithm

Daming Bai

Abstract Since the distribution of state variables of satellite orbit estimation is

non-Gaussian, the particle filtering algorithm is put forward. Through the presen-
tation of the particle filtering algorithm and the mechanism of satellite orbit esti-
mation, the orbit determination model based on the particle filtering algorithm is
established. The results of simulation show that the particle filtering algorithm can
effectively solve the problem that the distribution of state variables of satellite orbit
estimation is non-Gaussian.

Keywords Particle filter Orbit determination Non-Gaussian Estimation value

1 Introduction

The method of autonomous orbit determination using magnetic measurement

information generally uses the extended Kalman filter (Extended Kalman, Filter,
EKF), in addition to the unscented Kalman filter (Unscented Kalman Filter, UKF)
to confirm satellite position and velocity, and they are based on the assumption that
the distribution of state variables is similar to the Gauss distribution, and estimate
the mean and covariance of state variables [1]. When the distributions of the state
variables were not Gauss distribution, the performance of the filter algorithm will be
reduced, even if the initial position and velocity distribution are Gauss distribution,
but the process noise and the measurement noise are white Gauss noise. At this
time, because of the nonlinearity in the model, the actual distribution of position

D. Bai (&)
Xi’an Satellite Control Center, Xi’an 710043, China
e-mail: 464864443@qq.com
D. Bai
Key Laboratory of Spacecraft in-Orbit Fault Diagnosis and Maintenance,
Xi’an 710043, China

© Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2017 3

J. Sun et al. (eds.), China Satellite Navigation Conference (CSNC) 2017
Proceedings: Volume III, Lecture Notes in Electrical Engineering 439,
DOI 10.1007/978-981-10-4594-3_1
4 D. Bai

and velocity is not Gauss distribution. In order to solve the nonlinear model and the
estimation of the initial deviation to the negative effects caused by the filtering, this
paper uses particle filtering algorithm for satellite orbit, and its effectiveness is
proved by mathematical simulation.

2 Particle Filter Algorithm and Orbit Estimation

The particle filter is used for target tracking, and its principle is that the particle filter
(Particle Filter PF) is a kind of approximate Bayesian filtering algorithm [1, 4]
based on Monte Carlo simulation; its core idea is to use some discrete random
sampling points (particle) probability density function to approximate the system
random variable, instead of integral to the sample mean to obtain estimation of the
state minimum variance. A mathematical description for the stationary random
process, assuming that k − 1 moment system of the posterior probability density for
pðxk1 jzk1 Þ random samples selected n according to certain principles, k time
measurement information, through state prediction and time update process, n
particle of the posterior probability density can be approximated as pðxk jzk Þ. As the
number of particles increases, the probability density function of the particle is
gradually approaching the probability density function of the state. Particle filter
can be applied to any nonlinear stochastic system. With the improvement of
computer performance, the method has been paid more and more attention to [4].
The basic problem of the orbit determination is as follows: The dynamic process
of a differential equation is not exactly known, and the optimal estimation of the
motion state of the satellite in a certain sense is solved using the observation value
with error and the not accurate initial state. When the system can be described as a
linear model, and the system and the measurement error are white noise, the
unbiased optimal estimation in statistical sense can be obtained by Kalman filtering
[5]. However, in practical applications, the target motion model and the measure-
ment model are mostly nonlinear; the noise is non-Gauss; and the traditional
Kalman filter application has been limited. Relative orbit determination problem is
usually based on the Hill equation using extended Kalman filtering algorithm to
estimate the state of the target aircraft. Because of the need to linearize the state
equation and the Hill equation which is only applicable to the relative distance
filtering calculation, when the relative distance or large initial errors are easy to
cause filter divergence and its application scope has been greatly constrained,
therefore, the application to the relative distance between the target orbit determi-
nation method will be an important direction for future research.
With the development of space technology, the requirement of spacecraft orbit
precision becomes higher and higher. The data processing methods of satellite orbit
determination can be divided into two categories: (1) batch processing. Using all
data to get track and related parameter of the epoch is a method of post-processing,
needs to store a large number of observation value, and demands high processing
Orbit Determination Based on Particle Filtering Algorithm 5

ability of computer. (2) Sequential recursive method. When the observation value is
reached, the corresponding processing is performed, and the next moment is no
longer observed by the previous moment. The particle filter algorithm is a
sequential recursive method; the data processing only uses the current value of
observation data and the previous data storage, and requires lower capacity of the
computer. The particle filter algorithm for solving nonlinear and non-Gauss prob-
lems has obvious theoretical advantages, such as the algorithm can be used to set
orbit spacecraft, which is bound to improve the accuracy of orbit determination.
However, no one shows any interest in the research model, algorithm, and appli-
cation of the precise orbit of the spacecraft.

3 Satellite Orbit Determination Model Based

on Particle Filter

3.1 Satellite Orbit Influence Factor Analysis

The satellite is subjected to various forces in the course of the movement around the
earth; these forces can be divided into two categories: one is conservative forces;
the other is the divergent force [6]. Conservative forces include earth gravity, day,
month, the gravity of the planet to the satellite, and the gravitational field changes
caused by the earth tide phenomenon. For conservative force systems, it can be
described by the “bit function”. The divergence force includes the atmospheric
resistance, the earth infrared radiation, and the power of satellite attitude control.
The divergence force does not have the position function, so the expression is
directly used. The expressions of the above forces are very complex. Besides the
two-body problem, it is difficult to obtain the analytical solution of the motion
equation of the satellite, which is usually based on the approximate analytical
solution.
On orbit determination, dynamic model is not very accurate. The main point is as
follows: Under certain accuracy, dynamic model omits some perturbed factors,
even without omission, it also made some simplifications and approximations. In
the considered perturbation factors, the model parameters are approximate. The
initial state of general satellite r0 and v0 could not be precisely known; only the
reference value r0 and v0 needs to continue to refine the satellite observation ref-
erence value in order to obtain the initial motion state r0 and v0 of satellite.
Measurement data itself are not very accurate; the equipment itself and a variety of
factors affect measurement data with random error and system error. Therefore, the
orbit estimation problem is a dynamic process which is not known exactly for the
differential equation, and the best estimate of the satellite motion state is obtained
using the observational data with random errors and the inaccurate initial state.
6 D. Bai

3.2 Establishing the State Equation and Observation

Equation of Satellite Motion

The particle filter algorithm is used to calculate the satellite motion. The state of the
next moment is calculated according to the current state of the moment. In addition,
it is necessary to obtain the real observations by an observation equation
(1) Equation of state
Aircraft dynamics equation can be expressed as
9
x_ ¼ vx >
>
>
y_ ¼ vy >
>
>
>
z_ ¼ vz >
=
x_ ¼  x2 þ yu2 þ z2 pffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
x
þ f a
T x þ f px ð1Þ
x þy þz
2 2 2
>
>
y_ ¼  x2 þ yu2 þ z2 pffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
y
þ f a þ f >
>
T y py >
>
x2 þ y2 þ z2 >
>
z_ ¼  u
x2 þ y2 þ z2
pffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi þ f a þ f ;
z
T z pz
x2 þ y2 þ z2

In the formula, x, y, and z are the position vector components as the target in
inertial system; vx , vy , and vz are the velocity vector component of target in inertial
coordinate system; u is the earth gravity parameters; fpx , fpy , and fpz are the per-
turbation accelerations, and said fT for thrust acceleration; ax , ay , and az for thrust
acceleration vector components. Considering the impact of the J2 perturbation
potential function for earth oblateness,

u 2 1
UJ2 ¼ R J2 ð3 sin2 f  1Þ: ðð2ÞÞ
r3 e 2

In the formula, Re is for the equatorial radius; sin / ¼ rz; J2 for the two-order
harmonic coefficient; and / for the spherical coordinate system defined position
angle. J2 perturbation in Cartesian coordinates for the component, respectively:

@UJ2 @UJ2 @UJ2

fJ2;x ¼  ; fJ2;y ¼  ; fJ2;z ¼  :
@x @y @z

The target state model can be divided into two types: non-maneuvering and
maneuvering model. The difference is the influence of thrust acceleration.
(2) Observation equation analysis
Generally, the discrete time system filter is a mature linear estimation theory in
mathematical theory and mathematical methods [5]. However, the orbit determi-
nation is exactly the state equation and observation equations are nonlinear, which
is the main content of this paper.
Orbit Determination Based on Particle Filtering Algorithm 7

The relationship between the measured observations and the state vector of the
satellite is obtained by the tracking and measuring system, and the satellite
observations are oblique distance, slant distance change rate, azimuth, and elevation
angle. The determination of satellite orbit is the observation value obtained by
real-time measurement, and the satellite position is estimated sequentially. The
particle filter algorithm used in this paper is to solve the optimal estimation of
satellite position. n-dimensional linear dynamic systems and m-dimensional linear
observation system equations are described as follows:
)
Xk ¼ f k;k1 Xk1 þ Wk1
ð3Þ
Zk ¼ H k Xk þ Vk

In the formula, Xk is for the n-dimensional state vector system in the moment k,
k ¼ 1; 2; . . .; f k;k1 , called the state transition matrix; the reaction system sampling
time state from k  1 to k is the sampling time state transform; Wk  1 is for the
random disturbances acting on the system at the time k, called the model for noise;
Zk is for the m-dimensional observation vector; H k is for the observation the m  n
order of the matrix, for the conversion from the state Xk to the measurements Zk ; Vk
is for the m-dimensional measurement noise.
In the horizontal coordinate system of the TT&C station, the measured is slant
distance R, slant distance change rate R, _ azimuth angle A, and elevation angle E.
The rectangular coordinate in the horizontal coordinate system of the TT&C station
is ðx; y; z; x_ ; y_ ; z_ Þ, in that way:
pffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi 9
R¼ x2 þ y2 þ z 2 > >
>
>
þ þ >
>
R_ ¼ pffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi >
x_
x y_y z_z
>
>
x2 þ y2 þ z 2 > >
>
>
8 y =
>
< arctan x[0 : ð4Þ
x >
>
A¼   >
>
: arctan y þ p x\0 >
> >
>
>
>
x z > >
>
>
;
E ¼ arcsin
R

3.3 Build the Particle Filter Algorithm

Through the tracking and measuring system, the relationship between the measured
observations and the state vector of the satellite is nonlinear, and the satellite
observations are oblique distance, slant distance change rate, azimuth, and elevation
angle. Satellite orbit determination means sequential estimation of the location of
the satellite based on the observed value of a real-time measurement; the particle
filter algorithm used in this paper is to solve the problem of the best estimation of
satellite position.
8 D. Bai

Bias filtering provides a way to describe the tracking problem. The tracking
problem can be considered as at the present time t, the state of the target is Xt . Given
all observation states Z t fZ1 ; . . .; Zt g, the posterior probability distribution pðxt jzt Þ of
the target state is obtained. In the tracking process, the target is often divided into
multiple regions (assuming for n) tracking, and this will describe the state of the
target for a joint state Xt , fXit gni¼1 , and at the moment t, the target tracking of the
posterior probability distribution formula is as follows:
Z
 
PðXt jZ Þ ¼ cPðZt jXt Þ PðXt jXt1 ÞP Xt1 jZ t1 dXt1 :
t
ð5Þ

In the formula, PðZt jXt Þ is for the probability of the observed value Zt at the
given moment t state Xt ; PðXt jXt1 Þ for the motion model represents the probability
that the state Xt1 of the previous moment t  1 is predicted to the current moment t
target state Xt .
In the actual calculation, obtaining the integral formula (5) is difficult, so this
paper uses the sequential importance resampling (SIR) particle filter [7], to get the
integral value by sampling. It is assumed that the moment t  1 of the posterior
probability distribution PðXt1 jZ t1 Þ can be approximated as number for
n oN
ðr Þ ðr Þ ðr Þ
N-weighted particle, i.e., PðXt1 jZ t1 Þ  Xt1 ; pt1 ; pt1 is the weight of the
r¼1
first r particle, and the integral value of the formula (5) can be approximated by the
following Monte Carlo method:
X  
ðr Þ ðr Þ
PðXt jZ t Þ  cPðZt jXt Þ pt1 P Xt jXt1 : ð6Þ
r

Then, the particle filter can be regarded as an important sampling

ðsÞ P ðrÞ ðr Þ
Xt  qðXt Þ , pt1 P Xt jXt1 of the proposed distribution qðXt Þ, and posterior
r
n o
ðsÞ ðsÞ N ðsÞ
probability distribution formula for PðXt jZ t Þ  Xt ; pt , here pt ¼
  s¼1
ðsÞ
P Zt jXt .

4 Algorithm Simulation and Analysis

4.1 Simulation Experiment of Satellite Orbit Determination

Based on Particle Filter Model

It is necessary to construct a posteriori probability density function in the particle

filter model, in principle it can be completed through two steps by prediction and
updating. However, due to the complexity of the probability density function
integration, it cannot be achieved in practice. To this end, the following three
Orbit Determination Based on Particle Filtering Algorithm 9

methods are adopted: sequential importance sampling method, the preferred

importance density function method, and resampling method.
This paper adopts the third method, resampling method. For the resampling
method, it adopted three kinds of modeling method, namely the residue sampling
method, the minimum variance sampling method, and sampling polymorphism.
Initialization: r = 1… N (N is the number of particles). Random samples are
extracted according to prior probability density pðX0 Þ, which obey the normal
ðr Þ
distribution; Set the initial weights value of p0 ¼ 1=N:

4.2 Calculation and Analysis of Simulation Data

A precise orbit calculation program is used to consider the multiple perturbations,

and only the gravitational field (4 order) and the solar gravity are taken into account
in the orbit determination.
For near earth satellite, range increases random difference and systematic dif-
ference of each 20 m; angle measurement increases angular random error and
systematic error of the 70″; and velocity measurement increases speed random
error; and systematic error is 0.1 m/s, using 2 m data arc. Simulation results of near
earth satellite are shown in Table 1 (contains GPS orbit results).
For launch of the synchronous satellite, range increases random difference and
systematic difference of each 20 m, and angle measurement increases angular
random error and systematic error of the 180″; speed random error and systematic
error is 1.0 m/s, 80 s arc length. Simulation results of synchronous satellite
launching section are shown in Table 2 (contains GPS orbit results).

Table 1 Perigee satellite simulation and GPS result

Orbit determination a/(km) e i/(°) X/(°) x/(°) M/(°)
method
Theoretical value 7102.193 0.00103166 98.49868 60.00098 67.34898 79.90475
Particle filter 7101.877 0.00099869 98.52088 59.98408 65.52956 81.72396
tracking
Particle filter GPS 7102.171 0.00103098 98.49870 60.00095 67.17730 80.07644

Table 2 Synchronous satellite launch phase simulation and GPS result

Orbit determination a/(km) e i/(°) X/(°) x/(°) M/(°)
method
Theoretical value 24744.364 0.7339334 24.49899 79.99942 180.01355 1.74250
Particle filter 24736.303 0.7338462 24.51730 80.00519 180.02767 1.74120
tracking
Particle filter GPS 24743.979 0.7339291 24.49898 79.99942 180.01406 1.74249
10 D. Bai

Through the LEO satellite and geosynchronous satellite launch phase tracking
and GPS, the simulation data based on this model has shown that particle filter
algorithm can be used to solve the nonlinear problem of satellite orbit determina-
tion, and will have a great effect on satellite orbit determination to raise the level of
valuation.

5 Conclusions

The estimation of satellite orbit is usually based on the assumption that the dis-
tribution of state variables is approximated by Gauss distribution, so as to estimate
the mean and covariance of the state variables. When the distribution of state
variables is obviously not Gauss distribution, the performance of the usual esti-
mation algorithm will be reduced (such as extended Kalman filtering algorithm). In
addition, even though the initial distribution of position and velocity is Gauss
distribution, the process noise and measurement noise are Gauss white noise.
Because of the nonlinearity in the model, the actual distribution of position and
velocity is not Gauss distribution. In order to solve the negative influence brought
by the nonlinearity of the model and the large estimation of the initial bias on the
rail estimation, this paper applies particle filtering algorithm to estimate satellite
orbit, and its effectiveness is proved by simulation. At the same time, the algorithm
will also have a profound impact on the estimation of the state of satellite fault
diagnosis.

References

1. 胡士强, 敬忠良. 粒子滤波算法综述. 控制与决策 (2005) 20(4): 361–365

2. Fredrik G, Niclas B, Urban F, et al. (2002) Particle filters for positioning, navigation and
tracking. IEEE Trans Sig Process 50(2): 425–437
3. Arulampalam MS, Maskell S, Gordon N et al (2002) Atutorial on particle filter for online
nonlinear/non-gaussian Bayesian tracking. IEEE Trans Sig Process 50(2):174–188
4. Doucet A, Godsill S, Andrieu C (2000) On sequential Monte Carlo sampling methods for
Bayesian filtering. Stat Comput 10(3):197–208
5. Steven MK. 统计信号处理基础: 估计与检测理论. 北京: 电子工业出版社 (2003) 11(2):
186–218
6. 章仁为. 卫星轨道姿态动力学与控制. 北京: 北京航空航天大学出版社 (1999) 10(4): 150–178
7. Belviken E, Acklam PJ (2001) Monte Carlo filter for non-linear state estimate. Automatica 37
(01):177–183
A Method for Predicting Satellite Clock
Bias Based on EEMD

Zan Liu, Xihong Chen, Jin Liu and Chenlong Li

Abstract In order to improve the accuracy of satellite clock bias (SCB) prediction,
a combined model is proposed. In combined model, polynomial model is used to
extract the trend of SCB, which can enhance relevance of data and improve effi-
ciency of ensemble empirical mode decomposition (EEMD). Simultaneously,
residual data is decomposed into several intrinsic mode functions (IMFs) and a
remainder term according to EEMD. Principal component analysis (PCA) is
introduced to distinguish IMFs using frequency as a reference, and high-frequency
sequence is the sum of IMFs with high frequency, low-frequency sequence is the
sum of IMFs with low frequency and the remainder term. Meanwhile, LSSVM
model is employed to predict the high-frequency sequence, and other sequence is
predicted by GM(1,1) model. The final consequence is the combination of these
two models and the SCB’s trend. SCBs from four different satellites are selected to
evaluate the performance of this combined model. Results show that combined
model is superior to conventional model both in 6- and 24-h prediction. Especially,
as for Cs clock, it achieves 6-h prediction error less than 3 ns, and 24-h prediction
error less than 8 ns.

Keywords Clock bias prediction
EEMD
Principal component analysis

LSSVM Gray model

1 Introduction

Atomic clock is one of core components in satellite navigation system, which

affects the performance of satellite system service. In process of satellite service,
satellite clock bias (SCB) between atomic clock of satellite and normal time in the
system must be got, which can be used to improve performance of satellite service.
As a fact, satellites orbit in space and their clocks cannot compare with time of

Z. Liu (&)
X. Chen
J. Liu
C. Li

Air and Missile Defense College, Air Force Engineering University, Xi’an, Shannxi, China
e-mail: kgdliuzan@163.com

© Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2017 11

J. Sun et al. (eds.), China Satellite Navigation Conference (CSNC) 2017
Proceedings: Volume III, Lecture Notes in Electrical Engineering 439,
DOI 10.1007/978-981-10-4594-3_2
12 Z. Liu et al.

system continuously, namely SCB may not be acquired in real time. Therefore,
predicting SCB plays a significant role in the service of satellite [1–4].
At present, for improving the performance of predicting SCB, several models
have been proposed, such as gray model, least square support vector machine
(LSSVM) model, autoregressive model, etc. In [1], Cui et al. proposed a prediction
model based on gray theory, which had negative performance to predict the SCB
with poor stability; and in [2], Liu et al. used LSSVM to predict SCB, which
received higher precision. However, the optimal parameters of LSSVM cannot be
certain. Autoregressive model was also used to the predict SCB, nevertheless, this
model not only based on large-scale data, but also was sensitive to stability of
original data.
In order to enhance the performance of SCB prediction model, a combined
prediction model is proposed. In the combined model, polynomial model is used to
extract the trend of SCB, which can improve not only relevance of data, but also
efficiency of ensemble empirical mode decomposition (EEMD). Then, EEMD is
used to decompose the residual data into several intrinsic mode functions (IMFs)
and a remainder term. The two sequences with high and low frequencies are
reconstructed according to principal component analysis (PCA). Finally, LSSVM
model is employed to predict the high-frequency sequence. As well, the
low-frequency sequence is predicted by the GM(1,1) model. The final consequence
is the combination of these models.

2 Combined Clock Bias Prediction Model

In this paper, we use the EEMD combined with LSSVM model and GM(1,1) model
to predict the SCB, and these three models are presented as follows, respectively.

2.1 EEMD Model

Empirical mode decomposition (EMD) can decompose the complicated signal into
intrinsic mode functions (IMFs), which bases on the local characteristic timescales
of a signal [5–7]. However, the problem of mode mixing exists in EMD. Mode
mixing is defined as a single IMF including oscillations of dramatically disparate
scales, or a component of a similar scale residing in different IMFs. So ensemble
empirical mode decomposition (EEMD) is introduced to eliminate the mode mixing
phenomenon and obtain the actual time–frequency distribution of seismic signal.
EEMD adds white noise to the data, which distributes uniformly in the whole time–
frequency space. The bits of signals of different scales can be automatically
designed onto proper scales of reference established by the white noises. EEMD
can decompose the signal f(t) into the following style:
Another random document with
no related content on Scribd:
 Äkkiä selvisi Jussille, mitä oli tehtävä.

»Pankaa pian kuormat!» sanoi hän Friikon veljeksille ja puoti-

Heikille.
»Nyt yritämme! Muu ei auta!»

Jussi valjasti Helmerin hevosen uudestaan äskeisen kuorman

eteen, kiskoi Helmerin pois kuorman päältä, venytti talliin ja jätti
siihen.

Tirkka oli samaa vauhtia mennyt takaisin ja oli Jussi määrännyt,

että juottaa tullimiehiä niin paljon kuin juovat, että nukkuisivat.

Tulisesti nostelivat Friikon veljekset säkkejä ja laatikoita, ja äkkiä

olivat kuormat pantuina.

»Kuka ajaa edellä?» kysyi Friikon Antti, vanhempi veljeksistä.

»Aja sinä edellä!» kehoitti Jussi.

Friikon Antti, maankuulu naukka ja tappelija, löysäsi menemään

edellä jäälle ja toiset seurasivat perässä, Jussi ajaen Käyrä-Helmerin
äskeistä hevosta.

Kiire oli kavaltajilla nyt mielessä eivätkä malttaneet ajaa kävelyä

joellakaan, vaan antoivat juosten mennä väylän poikki.

Hiljainen, tuuleton ja pimeä oli yö eikä Ruotsin puolen maantiellä

näkynyt ketään kulkijaa.

»Antakaa juosta!» huusi Jussi, joka oli jälkimäisenä.

Friikon Antti ropsaisi ruoskalla hevostaan ja kiljaisi kerran ja ajoi

nopeasti menemään. Pian olivat perillä Korven Israelissa, purkivat
kuormat ja palasivat Makon kylän kautta.

*****

Tullimiehet olivat, saatuaan »peslaakiin» kuorman voita ja hyvän

hevosen, lähteneet takaisin Tirkan tuvalle.

Siellä jatkoivat syntymäpäivän viettoa, koska viljalti oli juotavia. Nyt

olivat he kuitenkin niin varovaisia, että kävivät joka viiden minuutin
kuluttua katsomassa hevosta ja kuormaa.

Tirkka tarjosi yhä lisää ja oli olevinaan itsekin jo hyvin humalassa.

Jönssoni, Fynke ja Kruuki eivät olleet koko syystalvena saaneet

mitään takavarikkoon; muualla, pitkin jokivartta, oli niitä tehty tuon
tuostakin, ei kuitenkaan suurempaa. Tämä kaappaus oli onnen
potkaus heille, nyt varsinkin kun saivat sen Saalkreenin
poissaollessa. Senpävuoksi tekikin mieli vähän hihkaista ja laulella ja
maistella näin onnistuneen homman jälkeen.

Mietittiin miehissä, kenen voikuorma oikeastaan oli, oliko Lampan

vai oliko Keskitalon Hermannin yksinään? Siitä eivät kuitenkaan
selvää saaneet. Uskoivat lopuksi, että Lamppa ei tätä kuormaa
omistanut, vaikka olikin tullut pihalle mellastamaan.

»Hermannin on», päättelivät he. »Se oli viemässä tätä

Jällivaaraan!»

Ja sitten maistoivat taas. Aamupuoleen he kuitenkin väsyivät ja

nukkuivat kaikin, mikä sänkyyn mikä lattialle.

Oli jo selvä päivä, kun Jönssoni heräsi surkeassa kohmelossa ja

kipeänä. Toiset nukkuivat vielä sikeää unta, Tirkka keskellä lattiaa.
Jönssoni ei joutanut toisia ensiksi herättämään, vaan riensi ikkunaan
nähdäkseen, oliko siepattu hevonen ja kuorma paikoillaan…

Silloin hän kiljaisi niin että toisetkin heräsivät ja riennettiin

kohmeloisina ja avopäin pihalle katsomaan…

Marhaminta, jolla hevonen oli ollut kiinni, oli solmustaan jäänyt

seinässä olevaan sinkilään. Siitä kohden, josta oli katkennut, näkyi
selvään, että hevonen oli sen hampaillaan jyrsinyt poikki. Tirkan
loimi, joka yöllä oli pantu hevosen selkään suojaksi, oli pudonnut
pihalle…

Siinä miehissä tutkivat ja miettivät, kirosivat ja toinen syytti

toistaan. Reen jäljet veivät maantielle päin…

Aamuilma virkisti heitä ja he tajusivat, kuinka onnettomasti on

käynyt. Avopäin siinä kirosivat tyhmyyttään, sillä siinä uskossa olivat,
että hevonen oli heidän nukkuessaan jyrsinyt marhaminnan poikki ja
lähtenyt kävelemään. Kaikista merkeistä niin näytti. Ei osannut
Tirkkakaan muuta kun kirota ja mainoi sitä, että kun tuli juoduksi niin
paljon, että nukkui sitten niin siki…

Mutta semmoinen kiire tuli tullimiehille, etteivät joutaneet Tirkkaa

kiittämään eivätkä hyvästiä jättämään, vaan puolijuoksua painuivat
tielle päin, jalaksen jälkiä seuraten. Ne näkyivätkin selvään
maantielle asti, mutta siinä katosivat, kun kova tie tuli eteen.
Kuitenkin näytti heistä, että ylöspäin oli hevonen kääntynyt, mutta
mihin oli mennyt, sitä oli mahdoton arvata. Oliko osannut mennä
takaisin Suomen puolelle, Keskitaloon, kotiaan? Vai oliko kävellyt
suoraan maantietä ylöspäin? Olisiko kukaan nähnyt?

»Helvete… i helvete», hoki Jönssoni, painellen kipeää päätään.

 »Viisi astiaa voita!» päivitteli Fynke.

»Niin, ja hyvä hevonen ja luja reki!» sanoi Kruuki, joka

jälkimäisenä kävellä juppasi, yökäten ja vatsaansa painellen.

»Minä voin niin pahoin… yöh… yöh…»

»Ole siinä… ei tässä ole aikaa…»

He saapuivat Lampan tienhaaraan ja koettivat siinä nähdä jälkiä,

että olisiko Lamppaan kääntynyt ja sieltä poikki mennyt. Mutta
Lampallekin kääntyvä tie oli kovaksi ajettu, ja jälkiä oli paljon.

He kääntyivät kuitenkin pihaan. Joonas seisoi tallin ovella eikä

ollut näkevinäänkään tullimiehiä, jotka seisahtuivat keskelle pihaa
neuvottomina. Katselivat rantakujalle, josta tikoitettu tie lähti Suomen
puolelle, katselivat ylös- ja alaspäin, jossa kulkijoita näkyi tulevan ja
menevän.

Konttorin ikkunan läpi näkivät he patruunan seisovan ihan

ikkunassa kiinni, sikaari suussa ja, niinkuin heistä näytti, ivallinen
ilme kasvoillaan.

Kohmelossa ja pahalla kiirillä siinä tullimiehet saamattomina

töllistelivät eikä yksikään hoksannut tai älynnyt, mitä olisi tehtävä.
Eivät tahtoneet tiedustella Joonaltakaan mitään, sillä sen he hyvin
ymmärsivät, ettei Joonas kuitenkaan sano totuutta.

Mutta siinä tallin luona Joonas kuitenkin toimitteli, mitä lie

toimitellut, eikä ollut tietävinäänkään yöllisestä kahakasta.

Jo Jönssoni viimein kysyi:

 »Tietääkö Joonas kenen voikuorma se oli, jonka otimme yöllä
takavarikkoon? Onko se tämän talon vai onko se Keskitalon
Hermannin?»

Jönssoni teki kysymyksensä tuolla tavalla saadakseen selville,

tiesikö
Joonas kuorman katoamisesta mitään.

Mutta silloin juuri pullahti patruuna kuistin eteen ja huusi:

»Joonas! Tulepa tänne!»

Joonas ei siis vastannut mitään, vaan riensi patruunan perässä

konttoriin.

Tullimiehet lähtivät pois pihalta ja näkyivät kävelevän kiivasta

vauhtia ylöspäin, vastaantulevilta tiedustellen, oliko näkynyt
vastaantulevaksi voikuormaa, jolla ei ollut ajajaa.

Mutta ei ollut kukaan vastaantulevista nähnyt. Kiroten kävelivät he

eteenpäin, haikeasti silmäillen Suomen puolelle.

*****

Kun tullimiehet olivat poistuneet pihalta ja Joonas tullut konttoriin,

remahti patruuna pitkään nauruun.

»Jaa, jaa… Joonas», sanoi hän ja taputti Joonasta olkapäälle.

»Mennyt yö oli hyvä yö… Katsos vaan sitä Tirkkaa, kuinka nokkela
olikin…»

»Tilta hoi!» huusi hän sitten puotiin. »Tuoppa… täällä on

Joonas…»
 Tilta ymmärsi heti mistä on kysymys ja toi konjakkia.

»Ja viisas ja hoksaava mies olit sinäkin, Joonas!» sanoi hän sitten.

Ja kun Joonas oli pikarillisen maistanut, remahti patruuna

uudestaan nauramaan:

»Mutta jo niille kummasti sen peslaakin kanssa kävikin, ha, ha,

ha…»

»Joo», sanoi Joonas vain.

Joonas oli yöllä lähtenyt saattamaan Hermannia Suomen puolelle,

viinassa kun Hermanni oli, ja vienyt kotiaan nukkumaan. Kun palasi
aamuvarhaisella takaisin, kävellä vihmoi Hermannin hevonen
voikuormineen jäällä vastaan. Marhaminta oli katkennut. Joko oli
vasiten laskettu irti taikka hevonen itse jyrsinyt marhaminnan poikki.
Sitä ei Joonas joutanut miettimään, vaan ajoi menemään
Keskitaloon, jossa tullikavaltajat vielä olivat. Eikä tiennyt Joonas
vieläkään kuinka hevonen oli irti päässyt.

»Tirkalla olikin juotavaa», hökerteli patruuna. »Kyllä se sentään

Ranta-Jussi sittenkin on luotetuin mies… Näitkö sinä, kuinka ne
silmäilivät Suomen puolelle…?»

»Jo minä näin…»

»Kyllä niitä hunsvotteja nyt harmittaa.»

Patruuna kaatoi Joonaalle toisen ryypyn ja sanoi sitten:

»Lähde nyt käymään siellä Jussin pirtillä ja käske tulla tänne, että
saan kuulla…»
 »Ne ovat vieneet kaikki tavarat Keskitalosta Korven Israeliin», tiesi
Joonas.

»Jessus… kaikkiko?» siunasi patruuna.

»Aivan kaikki!»

Patruunaa alkoi mietityttää. Jos ne tullimiehet niistä vihiä saavat,

niin silloin on hän hukassa; mutta tottapa kavaltajat ovat olleet
varovaisia!

Hän käveli pariin kertaan lattian poikki, asettui sitten Joonaan

eteen ja kysyi:

»Mitä sinä ajattelet?»

»Kuului Jussi sanovan, ettei ala hän enää yötyöhön Hermannin

kanssa», sanoi Joonas.

»Jaa», arveli patruuna. »Riippuu siitä, kuinka saamme tavarat

eteenpäin, niille, joille ne ovat tulevat… Mutta kaikessa tapauksessa
mene ja käske Jussi tänne!»

Joonas meni, otti sukset ja lähti hiihtämään Suomen puolelle.

Patruuna jäi yksin mietteisiinsä. Tavaroita oli kyllä nyt saatu poikki,
mutta vielä oli vaara tarjona, ja mahdollisimman pian ne pitäisi saada
sisämaahan rantatietä ja jokivartta pitkin. Sillä tullimiehet kyllä
koettaisivat parastansa…
V

Kolme päivää oli kulunut äsken kerrotuista tapauksista.

Saalkreeni oli palannut Rovanjärveltä hirmuisen vihaisena ja

kiukkuisena. Hänelle oli taipaleella kerrottu, että oli »luntreijattu»
koko yö. Yhden voikuorman olivat tullimiehet saaneet, mutta sekin oli
joutunut hukkaan, kun joivat niin, että nukkuivat Tirkan mökille…

Oman asiansa epäonnistuminen Saalkreenia kuitenkin enimmin

sapetti. Sillä hän oli saanut ymmärtää, että häntä oli petkutettu.
Kirjeen oli hänelle Mantan nimessä joku lurjus kirjoittanut. Lampasta
päätti hän kaikki johtuvan, mutta Tirkan syntymäpäiväjuhlaa ei hän
osannut sovittaa matkansa yhteyteen eikä epäillä Tirkkaa mistään.

Alkoi liikkua huhuja, että Lamppaan oli tuotu monta kymmentä

kuormaa. Tullimiesten raivo, joka näinä päivinä oli noussut täyteen
vimmaan, kohosi suunnattomaksi. Sillä tiedettiin kertoa, että
Keskitalon Herman niitä takavarikoitu hevonen oli aamuvarhaisella
nähty Keskitalon pihalla, voikuorma perässä. Saalkreenin vimma oli
kaikkein vihaisin, sillä oli tullut tiedoksi, että hänet oli huiputettu
lähtemään Rovanjärveen…
 Kolmantena päivänä saapuivat tullimiehet miesjoukolla Lamppaan,
kotitarkastusta pitämään. Makon kylän ja Jafetin kylän tullimiehet
olivat lisänä, niin että heitä oli kaksitoista miestä. Kaikki talon
makasiinit, ulkohuoneet, tallit, navetat ja vainiolla olevat
heinäladotkin tarkastettiin ja sysittiin rautakrasseilla. Mutta tullitta
tuotua tavaraa ei löytynyt mistään. Patruuna seurasi toimitusta
kahden todistajan läsnäollessa ja nauraa hökerteli. Tullimiehet
kirosivat ja lupasivat muistaa.

Kiukkuaan purkaen saivat tullimiehet lähteä talosta tyhjin käsin.

Mutta he vannoivat kostavansa ja koettivat saada selville, oliko

todella sinä yönä, jona Saalkreeni oli mennyt Rovanjärvelle ja toiset
tullimiehet viettäneet syntymäpäivää Tirkalla, »luntreijattu» ja mitä oli
tuotu ja kutka olivat olleet liikkeellä. Asia tuntui tullimiehistä
hämärältä. He tiesivät hyvin, että Lampalla täytyi olla joku
neuvonantaja ja rohkea mies Suomen puolella, joka järkeä jakoi ja
neuvoja antoi. Lamppa itse ei hoksannut eikä uskaltanut, samoin
tiesivät ja tunsivat tullimiehet Keskitalon Hermanninkin, ettei
hänestäkään ollut neuvonantajaksi. Oli monta kertaa joutunut
tyhmyytensä takia tullimiesten kynsiin ja menettänyt
poikkivietävänsä.

He vaanivat Lampan ympäristöllä joka yö, kulkivat päivillä Jafetin

ja Makon kylässä ja koettivat saada selkoa. Sen verran he saivat
eräältä rahtimieheltä tietää, että monta kuormaa oli tullut vastaan
Makon kylän tiellä samana yönä, mutta yhtään miestä ei ollut
rahtimies tuntenut. Kun lisäksi samalla viikolla tuiskusi kauhean
paljon lunta, ei jälistä saanut mitään selvää. Korven Israelia eivät
ymmärtäneet epäilläkään, eivät olleet koskaan häntä Lampan
puheilla nähneet ja muutenkin tiesivät, ettei siinä talossa juuri
kukaan käynyt. Tiedustelumatkoillaan saivat he kuulla vihdoin, ettei
Tirkka syntymäpäiväänsä ollut omin varoin viettänyt, mutta muualta
oli juotavat hankittu ja palkattu Tirkka juottamaan. Ja vähän
kerrallaan alkoi heille selvitä, että heitä oli petetty hävyttömästi.
Rovan Mantan kirje Saalkreenille — sekin kuului samaan juttuun.

Mutta kuka oli tuon kaiken takana?

Ranta-Jussi oli osannut niin viisaasti välttää, etteivät he olleet

Jussia nähneet kahteen vuoteen. Jussi vältti aina tulemasta yhteen
heidän kanssaan ja kun Lampalla kävi, niin kävi aina niin salaa,
etteivät tullimiehet nähneet. He olivatkin unhoittaneet koko miehen
eivätkä häntä nytkään muistaneet.

Mutta sitten kun saivat kuulla, että Tirkan syntymäpäivänvietto oli

keksitty heitä varten ja muistivat Ranta-Jussin joskus nähneensä
Tirkan tuvalla, alkoivat he aavistaa, että Ranta-Jussi oli joukossa.

Saalkreeni sen ensiksi hoksasi ja päätti eräänä yönä — viikon

päivät olivat jo kuluneet kavallusyöstä — pitää vahtia, kävikö Jussi
Lampalla. Saalkreeni tiesi jo vanhastaan, että Jussia ei näkösen
päähän pääse, jos se saapi vähänkin vainua. Hän oli keksivinään
mainion keinon. Hän kääriytyi valkoiseen lakanaan ja meni joelle tien
viereen maata. Siinä makasi lakana ympärillään puoleen yöhön.

Ja jo aamupuoleen yötä kuulee miehen hiihtävän Suomen

puolelta, ja kun mies hiihtää hänen vierestään, tuntee Saalkreeni
hiihtäjän Ranta-Jussiksi. Ei näytä Jussi huomaavan mitään, vaikka
aivan läheltä hiihtää. Saalkreeni seuraa Jussia, yhä lakana hartioilla,
ja kuulee, että Jussi menee Lampan pirttiin…

Silloin hän arvaa, että Ranta-Jussilla oli osansa hommassa.

 *****

Lamppa ja Ranta-Jussi olivat yhdessä näinä öinä miettineet, miten

nyt alkaisivat menetellä. Jussi oli käynyt Korven Israelissa ja tavarat
olivat siellä lukkojen takana, kaikki hyvässä järjestyksessä, mutta
niitä ei ollut aikaa liikuttaa, sillä tullimiehet olivat aina liikkeellä.
Patruuna ei enää luottanut Keskitalon Hermanniin eikä tämäkään
viimeisen epäonnistuneen yrityksen vuoksi ollut viitsinyt Lampalla
käydä.

Jussi tiesi kaikki, mitä tullimiehet hommailivat. Hän oli öisin

hiihtänyt heidän perässään ja usein kuullut heidän keskustelunsakin
ja tiesi, että he vainustelivat ylituotuja tavaroita.

Hän oli miettinyt keinoja saadakseen tullimiesten huomion

muualle, mutta pätevää, sukkelaa keinoa ei hän ollut hoksannut.
Mutta kun hän eräänä yönä Lampalle hiihtäessään sattui menemään
tienviertä hankea pitkin, osui hän hiihtämään Fynken päälle, joka
makasi hangessa lakanan alla.

Silloin hän ymmärsi, mitä peliä tullimiehet nyt pitivät. Mutta hän ei
ollut mitään huomaavinaan, vaikka suksi töksähtikin lakanaan, vaan
hiihteli menemään. Siitä rupesi hän asiaa miettimään ja kertoi
patruunallekin.

Kaksi päivää Jussi hommaili Suomen puolella, mutta joka yö hiihti

hän Lampalle ja joka yö huomasi tullimiesten makaavan vaanimassa
lakanain alla. Patruuna valvoi, kiroili ja hätäili, mutta Jussi lohdutteli,
että hyvä tulee.

Ja eräänä yönä, kun tullimiehet taas makasivat lakanainsa alla,

hiihteli ensin mies Lampalle, ja kun oli koko ympäristön katsellut ja
tarkastanut, niin hiihti takaisin jäälle ja vihelsi pilliin…

Silloin ajaa karautti kolme hevosta suoraan Suomen puolelta

Lampalle, korkeat kuormat resloissaan. Juuri kun kuormat ehtivät
kohdalle, karkasivat tullimiehet ylös lakanainsa alta ja lähtivät perään
hiihtäen henkensä kaupalla.

Lampan kujalle oli Jussi asettunut, ja kun tullimiehet siihen ehtivät,

niin rupesi hätäilemään ja huutamaan, että »voi hyvänsä sentään…
nyt ovat tullimiehet tuossa…»

Saalkreeni kirosi, että »ähä, lurjus, jopa petyit», mutta muuta ei

ehtinyt. Sillä poikki tulleet kuormat eivät asettuneetkaan Lampan
pihalle, vaan ajoivat täyttä laukkaa maantielle ja kääntyivät siitä
alaspäin.

»Ne ajoivat alaspäin… eivät menneet Kainuun tielle!» kuuli Jussi

huudettavan. Ja kuuli sen, että Fynke lähti noutamaan hevosta, joka
oli Saalkreenin hallussa Rantatöyrän talossa.

Mutta ennenkuin hevonen saatiin valjaisiin, ehtivät kuormahevoset

paeta melkoisen matkaa. Tulista laukkaa lähtivät tullimiehet perässä.

Silloin Jussi, kun kuuli tullimiesten ajavan alaspäin, hiihti jäälle ja

vihelsi. Muutaman minuutin perästä ajoivat Friikon veljekset Suomen
puolelta tyhjin resloin, ja otettuaan Jussin rekeensä ajoivat he
Lampasta läpi pihan ja kääntyivät vinhaa vauhtia Makon kylään,
ylöspäin…

He ajoivat syrjätietä Korven Israeliin, jonne jo sitä ennen oli

ilmestynyt kymmenen hevosta. Tulisella vauhdilla avattiin aittojen
ovet ja keveästi ja joutuin nakeltiin säkkejä ja laatikoita resloihin.
Ranta-Jussi pyöri neuvonantajana ja opasti, mihin oli ajettava. Aina
kun kuorma valmistui, sai se lähteä sinne päin ja sille omistajalle,
jolle Jussi neuvoi. Kahta hevosta ei kertaakaan lähtenyt peräkkäin,
vaan toiset menivät syrjätietä, toiset maanteitse, mitkä Ylikainuuseen
päin, mitkä ylöspäin jokivarrelle. Kaikki se hommailu kävi näppärästi
ja niinkuin listan mukaan, sillä selviä miehiä olivat kaikki juomalla
vastuullaan liikkeellä. Friikon veljekset, jotka olivat tottuneimmat ja
rohkeimmat kavaltajat, lähtivät viimeiseksi. Heillä oli kaikkein
vaarallisin matka, mutta he luottivat voimaansa ja hevostensa
nopeuteen.

Aamuvarhaisella Jussi palasi Lampallc.

Patruuna oli täysissä vaatteissa, vaikka tähän aikaan muulloin

tavallisesti oli vuoteessa. Koko yön oli ollut hereillä, ja kun Jussi tuli,
niin vei heti konttorin viereiseen kamariin.

»Kaikki on hyvin!» sanoi Jussi. »Kuormat ovat menneet kukin

haaralleen!»

Patruuna oli enemmän kuin hyvillään, melkein halasi Jussia. »Jaa,

minä sanon suoraan, ettei semmoista miestä ole koko jokivarrella»,
kehui hän.

Mainiosti oli tullimiehet saatu petetyksi. Ne kolme kuormaa, joissa

ei ollut muuta kuin lunta sullottuna säkkeihin ja joita tullimiehet olivat
lähteneet takaa ajamaan, olivat paenneet niin nopeasti, etteivät
tullimiehet olleet saavuttaneet. Joonas oli ajanut perässä
nähdäkseen, seuraavatko tullimiehet kuormia, ja vasta Jafetin
kestikievarista kääntynyt takaisin. Tullimiehet olivat uhanneet ajaa
perässä vaikka Haaparannalle asti, niin oli Joonas kuullut Jafetissa
kerrottavan.
 Kaikki oli Jussin ansiota. Sillä se oli Jussi, joka oli hommannut
lumikuormat ajamaan alaspäin, saadakseen tullimiehet pois
näkyvistä ja sitten voidakseen Korven Israelista toimittaa tavarat
määräpaikkaansa.

Hyvillään kovin, naurussa suin, nyt molemmin puolin selityksiä

tehtiin, Tiltan kantaessa hyviä juotavia. Reiman palkan maksoi nyt
patruuna Jussille ja käski tilittää kaikki apumiehet, joiden nimet Jussi
luetteli ja paljonko kullekin oli luvannut. Niin kului tunti toisensa
perästä, ja hauskalta tuntui olo sekä patruunasta että Jussista.

»Mutta mitä sanovat ‘hurtat' silloin, kun saavat tietää, kuinka heitä
Tirkassa on petetty?» sanoi patruuna.

»Minä luulen, että jo tietävät, ja sen vuoksi ne nyt ovatkin kuin

susia», arveli Jussi.

»Entäs nyt lumikuormat…?» nauroi patruuna.

Jussi naurahti.

»Kuka heidät käski Tirkkaan juomaan ja kuka käski ajamaan

lumisäkkikuorman perässä? En minä ettekä te, patruuna.»

»Jaha, jahah… niinpä tietenkin… kuka käski… ha, ha, ha…»

Silloin kuulivat he pihalta kiivasta aisakellon helinää niinkuin monta

hevosta olisi pihaan ajanut.

»Tullimiehiä tulee neljällä hevosella!» ehti Tilta sanomaan ovelta.

Mutta samassa olivat tullimiehetkin sisällä. Heitä oli kahdeksan

miestä, Saalkreeni etunenässä.
 Patruuna ehti nousta seisomaan, mutta Jussi pyörähti oven taakse
piiloon. Puodinovi konttoriin oli auki, ja ihmisiä oli puoti puolillaan.

Lamppa tointui pian ja meni konttoriin vastaan.

»Mitä on asiaa?» tikasi hän vihaisesti.

Leimuavin silmin ja vaahtosuin alkoi Saalkreeni selittää, että he

tietävät nyt kaikki mitä patruuna on kavaltanut ja aikovat nostaa
julman kanteen. He tietävät, että tavarat ovat Korven Israelin talossa,
johon ovat menossa »peslaakia» tekemään. Omistaako patruuna
tavarat, sillä asia on selvä? He tietävät lisäksi, kutka ovat olleet
kavaltamassakin.

»Vai niin», sanoi patruuna, koettaen hallita luontoaan. »Minä en

siitä tiedä.»

Mutta sitten hän yhtäkkiä unohti, että hänen piti pysyä levollisena,
ja sanoa rokasi:

»Taisivat olla minun ne lumisäkitkin, joiden perässä olette yön

ajelleet.»

Saalkreenin hahmo muuttui, ja vähältä oli, ettei karannut Lampan

kimppuun.

»Linnaan joudut!» huusi hän; mutta silloin loppui Lampan maltti.

Hän vetäisi uuninloukosta hiilihangon ja alkoi sillä suomia tullimiehiä
päähän, niskaan, käsiin, selkään ja huusi, että huoneet jymisivät:

»Ulos! Pois! Ulos!»

 Ne, jotka jälkimäisinä olivat tulleet, ehtivät ulos, mutta Saalkreeni
yltyi panemaan vastaan ja sai potkaistuksi patruunaa rinnan alle.

Tilta huusi Joonasta avukseen. Joonas oli ollutkin puodissa

väkijoukossa ja nähtyään, että patruuna sai potkun rinnan alle ja
kuultuaan hänen pahoin parahtavan, rynnisti hän konttoriin ja heitti
Saalkreenin semmoisella vauhdilla porstuaan, että ovet lonkosivat
saranoiltaan.

Jussi käytti yleistä hämminkiä hyväkseen ja vilahti puodin kautta

pihalle ja lähti juoksemaan Suomen puolelle.
VI

Kun Jussi saapui mökilleen, istui Ruhmulainen loisteen lämpimässä

kovin viheliäisessä tilassa, kankeita jäseniään lämmitellen. Poika,
Janne, keitti isolla jalkaniekkapannulla kahvia.

Jussi näki, etteivät olleet Ruhmulaisen kuulumiset hyviä. Oliko

tapellut vai oliko häntä muutoin pahoinpidelty, mutta repaleina ja
pitkissä palkeimissa oli takki ja suuri haava melkein keskellä otsaa.

»No, kuinka kävi?» kysyi Jussi ja muisti Rämä-Heikkiä ja

konjakkisäkkiään.

Surkeasti oli Ruhmulaiselle käynyt. Taipaleella, kun oli juuri perille

pääsemässä, oli tullut kolme tullimiestä vastaan ja ryöstänyt laukun
ja vienyt kaikki.

»Siinäkö sinua noin repivät ja haavoittivat?» kysyi Jussi.

»Siinä», vastasi Ruhmulainen, mutta Jussi näki, että hän valehteli.

Kun poika sai kahvin valmiiksi ja Ruhmulaisellekin oli annettu,

kysyi
Jussi:
 »Kuulitko mitään Rämä-Heikistä?»

»Kuulin», vastasi Ruhmulainen.

»Lurjus sai pettää minut, kun vannoi ja lupasi. Vaan viimeisen

kerran minulta sai.»

»Tuskin tuo enää tarvinneeltaan», sanoi Ruhmulainen, surkealla

äänellä.

»Mitä?» kysyi Jussi.

»Konjakit oli otettu pois ja mies viety linnaan… Sillehän oli

karttunut niitä viinanmyyntisakkoja ties kuinka paljon.»

»Kun viheliäinen narrasi minulta koko säkillisen 'olkirokkeja'…

sinne ne menivät!» päivitteli Jussi.

»Myymäänkö se lähti?» kysyi Ruhmulainen.

»Niinhän se muka lähti ja kehui voittavansa… ja puolet voitoista

lupasin… Vaan kyllä minä olenkin arvannut, kun ei ole kuulunut
takaisin ja toista viikkoa jo aikaa…»

Juttua jatkui, ja Ruhmulainen, jolla oli nälkä ja vilu, oli kovin

kiitollinen saadessaan olla Jussin lämpimässä pirtissä. Hän tiedusteli
Jussilta, kuinka salakuljetus oli onnistunut, mutta Jussi ei kertonut
asioita kuin syrjäpuolin.

»Kuuluvat tietävän tuolla toisessa kylässä, että oli juotettu

tullihurtat hutikkaan Tirkan tuvalla ja sitten luntreijattu koko yö»,
sanoi Ruhmulainen.
 Mutta Jussi ei muuta kuin hymähti siihen, josta Ruhmulainen
ymmärsi, ettei se kaikki valetta ollut.

Niin siinä juttelivat, ja kun Ruhmulainen oli saanut syödä vatsansa

täyteen, nukkui hän penkille ja alkoi kuorsata.

Ilta tuli. Jussikin oli nukahtanut sänkyynsä, ja poika oli mennyt

kylälle.

Herättyään alkoi Jussi miettiä ja ajatuksissaan selitellä sitä

tuumaansa, jota jo kauan oli pohtinut. Viinakauppaa alkaa hän
harjoittaa! Hän oli kuullut, että ylimaassa ja Lapissa päin
tukkityömailla jätkät konjakkilitrasta maksavat vaikka kuinka paljon.
Ei ollut Rämä-Heikistä, jolle säkillisen uskoi, enää viinakauppiaaksi.
Se oli itse liian juoppo ja varomaton. Nyt kaikki menetti, kun suuret
voitot toivoi saavansa. Ja linnaan itse joutui. Se sille paras olikin.

Panisivat vielä kiinni tuon Ruhmulaisen, josta oli aina vastusta.

Huonot kirjat sillä oli Ruhmulaisellakin, eikä paljoa tarvitsisi
ennenkuin tarttuisi kiinni… Silloin siitä pääsisi.

— Tuossa se kuorsaa lurjus ja olisi valmis juoruamaan tullimiehille

kaikki, jos ei sitä lahjoisi ja hyvänä pitäisi. Nyt se on taas niin tyhjänä,
ei ruokaa, ei rahaa, eikä se tästä lähde niin kauan kuin se näkee
minulla syömistä olevan… Jos koettaisi sille toimittaa jotakin
tehtävää, vaan konjakin kaupalle sitä ei uskalla panna ainakaan
yksin… Mutta jos ottaisin sen voimaksi ja kumppaniksi…

Jussia nauratti.

Komentaisi Ruhmulaisen etupäähän, niin se pian joutuisi

kruununmiesten kynsiin… — Kuuluu olevan jo Ruotsin puolen
tullimiehillä semmoinen valta, että saavat ottaa Ruhmulaisen kiinni,
milloin vain tapaavat Ruotsin puolella luntreijaamassa. Se on näinä
vuosina tullut niin huonoon huutoon, kun Viikluntin kauppiaalle on
luntreijannut… Ja kun viime talvena Viiklunti hävisi ja köyhtyi, niin
loppui Ruhmulaiselta työ, ja nyt minun turviini pyrkii.

Jussi mietti ja mietti. Nyt täytyi yrittää… Sitä ei tiennyt minä

hetkenä Lampastakin tulisi köyhä. Rikas se oli olevinaan Makon
kylän Viikluntikin, mutta kun meni takavarikkoon vähän enemmän,
niin kintaat löi pöytään ja kuului nyt olevan Jällivaarassa
laukkukauppiaana. Sillä lailla vielä voisi käydä kämpällekin, jos
enemmältä vahinkoja alkaisi tulla…

Jussi muisti kaikki, mitä tullimiehet olivat Lampassa sanoneet ja

uhanneet. — Ne tiesivät, että tavarat olivat Korven Israelissa olleet!
Mutta sieltä ne eivät niitä enää näppää ja tuskin pääsevät jäljille… en
usko…

Nyt oli kerännyt ja säästänyt rahaa niin paljon, että hänellä nyt oli
enemmän kuin koskaan ennen eläissään. Jos Ruhmulainen tietäisi!
Nyt olisi paras aika yrittää… Ostaisi koko kuorman konjakkia ja
lähtisi ylimaahan…

Mutta kuinka pääsisi erilleen Ruhmulaisesta, niin ettei se saisi

vihiä!

Jussi mietti ja mietti, ja viimein hän oli hoksaavinaan keinon…

Ja siihen hänkin nukkui.

*****