一、人卫长弧定轨中的摄动计算问题(论文文献综述)
杨红雷[1](2021)在《融合多类卫星GNSS/SLR数据的精密轨道确定及大地测量参数解算》文中提出空间大地测量技术包括甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、激光测月(LLR)、全球导航卫星系统(GNSS)、多普勒定轨和无线电定位组合系统(DORIS)等。其中,SLR技术是目前唯一能直接给出无模糊度亚cm级站星距离观测值的空间大地测量技术,而GNSS技术不受天气情况约束、观测简捷高效、拥有全天候高精度定位与授时等优势,已深深融入到人类社会的日常生活中。SLR和GNSS技术均在卫星精密轨道确定(POD)、精确测定地球自转参数(ERP)、建立与维持高精度地球参考框架、测定与精化地球重力场模型等科学研究中发挥的作用举足轻重。本文主要研究了联合多类卫星GNSS/SLR的精密轨道确定及大地测量参数解算的理论和方法,涉及多类卫星涵盖四大GNSS系统大部分卫星和地球动力学卫星。论文主要内容如下:1、基于改编的Bernese 5.2软件,增加了 Galileo、BDS-2和BDS-3卫星的SLR数据处理模块,实现对全球多家GNSS ACs Multi-GNSS长时间序列精密轨道产品稳定可靠的SLR检核功能,并根据不同类型GNSS卫星设计了不同的SLR检核残差筛选策略。2、利用SLR观测数据检核多家GNSS ACs Multi-GNSS精密轨道产品,结果表明不同时期各家ACs精密轨道的精度存在差异。Galileo、BDS-2 GEO、BDS-2IGSO、BDS-2MEO以及BDS-3MEO卫星精密轨道产品的整体精度分别在4~7 cm、20~50 cm、5~8 cm、3~5 cm以及3~6 cm范围。随着Multi-GNSS精密轨道确定技术不断更迭与改进,多家GNSS ACs精密轨道产品精度也不断提升。3、针对我国BDS-2 GEO、IGSO和MEO三类卫星,对四家GNSS ACs提供的2013-2018年的精密轨道产品进行SLR检核。按非星蚀期、星蚀期、偏航机动(YM)期对SLR检核残差结果进行系统分析,对比分析了各家分析中心SLR检核残差与卫星天底角、与SLR测站观测特性、以及与太阳高度角β和卫星纬辐角Δμ之间的相关性。SLR残差与β角和Δμ角间的相关性明确探测出四家GNSS ACs BDS-2精密轨道确定中,因动力学模型参数的不准确导致的周期性误差信号。其中,iGMAS的产品综合中心ISC提供的精密轨道产品精度整体表现最优。4、基于SLR-only单天法方程级层面叠加,实现Multi-GNSS SLR-only多天解精密轨道确定,包括三天、五天、七天和九天解。对比分析了多天解轨道精度提升规律情况,详细探究GNSS SLR-only高精度精密轨道确定所需的必要条件。GLONASS、Galileo、BDS-2GEO、BDS-2IGSO、BDS-2MEO 以及 BDS-3MEO卫星SLR-only多天解精密轨道重叠弧段差异的整体最优3D-RMS值分别在25 cm、50 cm、577 cm、189 cm、17 cm 以及 50 cm 左右。其中,GNSS MEO 卫星在R向上的整体精度可达1~2 cm。5、针对我国BDS-2和BDS-3卫星在2019年前半年的SLR-only多天解轨道,详细探讨了 SLR-only精密轨道确定精度与SLR观测量个数、SLR测站个数之间的依赖关系。当SLR-only多天解弧段同时满足超过50~80个SLR观测量、且包含5~7个分布均匀的测站的前提下,SLR-only多天解精密定轨精度稳定且表现良好。其中,MEO卫星轨道精度的3D-RMS值稳定在20~50 cm范围。6、鉴于GLONASS几乎拥有满星座SLR观测能力,设计了七种策略,对其2019年9月的SLR-only多天解轨道结果对比分析,探究了 SLR-only多天解轨道与精密定轨策略中先验轨道、太阳光压模型参数以及SLR距离偏差项之间的依赖关系。由于星蚀期或卫星机动影响,致使动力学模型参数估计不准确,继而引起SLR-only轨道精度随着多天解弧段的不断加长而降低。7、基于SLR-only和L-band法方程级层面叠加,实现联合GNSS L-band/SLR单天、三天、五天、七天和九天解精密轨道确定及大地测量参数解算,包括单GLONASS、单 Galileo 和单 BDS-2IGSO/MEO 卫星。联合 GNSS L-band/SLR 多天解轨道精度均有提升,单GLONASS和单BDS-2 IGSO/MEO多天解轨道在RTN方向上的精度提升在mm级,单Galileo卫星多天解轨道的外符合精度提升可达2~9 cm。8、讨论了 SLR数据的加入对联合GNSS L-band/SLR多天解轨道的精度贡献,这与GNSS卫星L-band多天解精密轨道确定中卫星动力学模型参数估计的准确性、地面GNSS测站分布、联合弧段中SLR数据质量强相关;以CODE ERP为参照,对比分析了基于GNSS L-band和基于联合GNSS L-band/SLR多天解ERP极移参数X分量、极移参数Y分量以及UT1-UTC值的解算精度。目前实验结果来看,SLR数据的加入对ERP精度的提升贡献不明显。9、基于观测量层面叠加的周解移动开窗批处理模式,实现Lagoes-1、Lageos-2、Etalon-1和Etalon-2卫星四颗地球动力学卫星长时间序列的高精度精密轨道确定及大地测量参数解算。设计了 Lageos-1“单星”、Lageos-2“单星”、Etalon-1“单星”、Etalon-2“单星”、Lageos联合“双星”、Etalon联合“双星”以及联合“四星”七种策略模式,对比七种模式下精密轨道、ERP、测站坐标、地心坐标以及SLR距离偏差项等大地测量参数的精度差异,详细分析了同步估计的多类参数受SLR观测数据质量、SLR测站核心站先验σ约束等导致的误差影响规律。10、初步实现基于Lageos-1卫星的地球低阶月时变重力场反演。与ILRS-B周解拼接后的精密轨道相比,Lageos-1卫星月长弧段解轨道在R向上的整体精度为1~2 cm,T向和N向上的整体精度为3~5 cm。以EGM2008为参照,对比分析了地球6×6阶次月时变重力场带谐系数、田谐系数和扇谐系数的月变化值,以及对应序列的谱分析。结果显示,本文求解的月时变重力仓整体精度较高且稳定,谱分析中探测出季节性、半年性、周年性信号也较为明显。
夏要伟[2](2020)在《GRACE和GRACE-FO卫星星载GPS观测数据质量分析及精密轨道确定》文中认为作为美国航空航天局(NASA,National Aeronautics and Space Administration)和德国地学研究中心(GFZ,German Research Centre for Geosciences)联合研制的重力编队卫星,为了高精度测量地球重力场和地表质量变化,保证科研任务之间的连续性,GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)和 GRACE-FO(GRACE Follow-On)卫星采用相同的外观和轨道设计。不同于GRACE卫星搭载的BlackJack接收机,GRACE-FO卫星搭载了新型的GNSS接收机—TriG接收机,用于满足多GNSS系统发展形势下NASA对不同科研任务的需求。GRACE卫星定轨策略和定轨精度己趋于成熟,但是目前尚无GRACE-FO卫星轨道精度综合性评估研究。本文针对GRACE和GRACE-FO卫星观测数据质量以及PCV(Phase Center Variation)模型、卫星姿态信息和重力场模型对轨道精度的影响进行分析。主要研究内容及所得结论如下:(1)提出了一种星载GPS相位周跳探测的EEM(Enhance Error Method)方法,实现了星载GPS小于一周的小周跳的探测。与传统TurboEdit方法进行对比,发现EEM对各GPS卫星信号周跳探测能力更为突出,考虑GRACE和GRACE-FO卫星星载GPS观测数据量的情况下,探测结果表明GRACE-FO卫星周跳发生的概率与GRACE只有微小差异。(2)对GRACE和GRACE-FO卫星星载GPS数据质量进行了对比分析,发现了两组编队卫星观测数据受电离层延迟和多路径效应等误差影响的异同点。尽管观测时段不同,但GRACE和GRACE-FO单天各GPS卫星电离层延迟变化率并无明显不同,通过TurboEdit方法对周跳发生历元进行验证,发现较大的电离层延迟变化的确与周跳的发生有关。GRACE-A卫星MP2和MP1差值要大于其它三颗卫星,平均差值可以达到23 cm,并且GRACE-FO卫星MP1更易受低高度角的影响。结合其他质量指标可以得出TriG和BlackJack接收机性能一样优越这一结论。(3)在轨估计了 GRACE和GRACE-FO卫星PCV改正模型,发现TriG接收机受信号串扰误差影响更小这一特点。通过与BlackJack接收机PCV改正模型进行对比,发现伴飞星GRACE-D使用掩星接收机探测大气温度和湿度信息时,并不会对星载GNSS测量造成较大干扰,因此GRACE-C和GRACE-D卫星多路径误差更为接近。(4)分析了 PCV模型、姿态模型和重力场模型对GRACE和GRACE-FO卫星轨道精度的影响,优化了 GRACE-FO卫星精密定轨方案。将PCV改正引入定轨解算中,运动学和简化动力学轨道残差RMS分别减少0.4-0.5 mm和0.6-0.9 mm。SLR检核结果证实了 GRACE和GRACE-FO卫星观测数据质量和定轨结果的可靠性。利用拟合后的轨道坐标和速度向量计算卫星标称姿态,与实测姿态信息定轨结果进行比较,发现标称姿态完全可以代替实测姿态用于GRACE-FO卫星精密定轨研究中。进一步研究了不同类型、不同阶次的重力场模型对定轨精度的影响,发现110 × 110阶的EGM2008和EIGEN-6C4模型更为适合GRACE和GRACE-FO简化动力学轨道解算。
王友存[3](2019)在《基于低轨卫星并址技术的SLR台站坐标解算方法》文中进行了进一步梳理在多种空间大地测量技术建立各自的地球参考框架同时,将这些不同的测量技术获得数据和结果集成与综合是一个具有挑战性的课题。由VLBI、SLR、GNSS和DORIS四种技术手段予以实现和维持的国际地球参考框架一般采用地面并址观测技术的方法对不同技术的结果进行集成统一。而在卫星上建立空基并址站将GNSS/SLR技术在卫星上进行集成的方案对多技术融合起着关键性作用。本文以LEO卫星为空间并址站进行GNSS/SLR技术融合,实现了对SLR台站坐标几何解算,并给出了较为成熟的解算方案,具体工作和成果如下:(1)提出了以低轨卫星为星基GNSS/SLR并址站的归算方法,给出了基于星载GNSS技术的SLR台站三维坐标几何解算方法。以LEO卫星同时配备GNSS和SLR观测数据的基础上,建立和推导出SLR台站坐标的迭代最小二乘估计方法,针对解算过程中涉及的轨道内插和误差改正进行了详细地分析,并给出了具体的计算方法和处理策略。(2)详细阐述了低轨卫星运动学定轨的方法和数据处理策略,给出了实际算例进行分析,实现了低轨卫星厘米级精度的定轨。同时实现了基于单星模式的SLR台站坐标厘米级精度的解算。以GRACE-A卫星为例,利用2012年全年的激光测距数据和星载GPS数据,计算出全球范围内23个SLR台站的三维坐标。采用迭代最小二乘和整体最小二乘两种方法进行估计,并针对每个SLR台站做了时距偏差估计,统计并分析了 SLR台站全年对GRACE卫星观测资料的几何分布情况。同时将基于单颗低轨卫星的SLR台站解算结果与ITRF中的估计结果SLRF2014进行比对,平均三维位置的外符合精度在31.8 mm。(3)提出了多颗低轨卫星组合解算的模式对SLR台站位置进行估计。考虑到单颗低轨卫星的SLR观测资料有限,选取了 HY-2A卫星、JASON-2卫星和GRACE-A/B卫星共计四颗卫星的单月SLR和GNSS观测资料参与解算。针对不同卫星SLR台站观测条件不同的情况,采用了 Helmert方差分量估计方法对平差后的观测资料进行合理的权重分配。并与直接采用迭代最小二乘的估计结果进行比对,结果表明通过采用后处理对观测资料的权重进行合理分配的解算方案优于直接解的方案。文中将拥有合理观测数量的SLR台站估计结果与SLRF2014进行比对分析,其平均三维位置外符合精度在26.4 mm,相比较单星模式的结果解算精度更高。由于观测卫星数量的增加,LEO卫星辐射的SLR台站数量增多,观测资料也更丰富,每个台站的观测数据几何分布也更为合理,解算结果更为可靠稳定。
李彬[4](2017)在《空间碎片快速精密轨道确定与预报若干关键问题研究》文中指出空间目标(绝大部分是空间碎片)轨道信息是航天和国防安全必需的基础信息之一,更是很多空间任务有效实施的前提,如空间碰撞预警、空间监测、碎片清理等。我国正处于空间技术和应用的飞速发展时期,随着载人飞船、天宫空间站及各类工作卫星的不断发射入轨,确保这些航天器的运行安全、更有效地利用空间轨道资源的关键之一是充分和精确了解空间碎片环境。美国空间目标编目库(NORAD编目库)编目的非机密目标约有18000个,其中6%为各类工作卫星,它们的尺寸大部分大于10cm。直径大于1cm的碎片数量估计在50万个。数量巨大的空间碎片已经对空间应用造成事实威胁。以2009年2月美国正常工作卫星Iridium 33与俄罗斯失效卫星Cosmos 2251碰撞事件为代表,各类空间碰撞事件时有发生。对空间碎片进行快速精密的轨道确定与预报,以提供及时可靠的空间碰撞预警已成为空间态势感知领域的紧迫研究课题。空间碎片轨道确定与预报的理论与卫星轨道确定与预报相同,但在实际问题层面,有显着区别。卫星精密定轨的精度在厘米级,预报精度在米级,而空间碎片轨道确定与预报受制于观测数据稀疏、观测精度不高、弹道系数未知等难题,定轨精度在数十米至数百米量级,预报精度在数百米或千米量级甚至更大。成千上万的空间碎片也对海量数据的快速精确处理提出了严格要求。精密的空间碎片轨道数据只有及时播发给用户使用才能发挥其功用,涉及到精密轨道数据的星历压缩。对空间碎片精密轨道信息的需求,驱动着数据采集、数据处理和数据使用能力的不断提升。本文根据空间目标轨道力学的基本理论,就空间碎片的高效率激光跟踪观测、快速精确轨道确定与预报、编目库建设三个关键问题进行深入研究,分别将轨道积分之数值法、半解析法与解析法用于上述三个问题的数据处理。各种理论和算法均通过大量算例测试和分析,并已成为研发的空间目标轨道计算与分析软件的核心算法。软件平台期望在我国空间态势感知领域中发挥积极作用。具体而言,本文的主要工作及贡献归纳如下:1.针对常规碎片激光测距观测中人工目视瞄准碎片、手控操作望远镜实时跟踪观测目标的低效率和易引发的观测中断问题,提出了一种以二行参数导出的碎片位置作为“伪观测值”,辅助短弧(不足2 min)光学测角数据进行实时精密轨道改进的算法。该算法的关键在于伪观测值的合理定权和数量限制,以达到轨道精确解算的目的。根据地基和天基仿真与实测数据处理结果得出:利用仅30s弧段的光学测角数据进行轨道确定,剩余通过弧段的角度预报精度优于10",距离预报精度优于100m,轨道解算2s内实时完成,可为激光测距观测系统提供实时精确的方向引导和测距回波信号探测窗口,解决了碎片激光测距观测或碎片清理任务中激光测距系统对碎片的实时照准问题,显着提高激光测距观测的成功率和数据采集率。2.针对数以万计的空间碎片轨道计算任务,经典的数值法计算精度高但耗时严重、解析法计算快但精度较差。本文提出了一种基于多尺度摄动理论的半解析轨道传播方法,能够兼顾上述两种轨道计算方法的各自优势。设计完成的WHU-SST半解析轨道积分器由轨道平均运动方程的数值积分模块和短周期运动方程的解析模块组成。经大量算例验证,对于700km轨道高度的碎片,WHU-SST积分器7天轨道预报精度优于500m;2000km轨道高度的碎片,7天的预报精度优于200m。同时,对具有共振特征的GTO轨道长达5年的轨道预报结果与高精度数值法预报结果能够很好的符合。WHU-SST积分器在处理密集与稀疏数据条件下的定轨解算时,与高精度数值法定轨结果相比,仅差约20m,但计算速度提高了近95%,在大规模空间碎片的快速、高精度轨道确定与预报中优势显着。3.现有预报星历格式在表达精度、存储空间和计算速度等方面无法同时满足数十万个空间碎片轨道编目库的建设需求。针对上述问题,本文设计了两种精密预报轨道表达的解析星历模型:二行参数法和分点根数拟合法,两种方法集高精度、系数少、易存储、计算快速于一体。就表达精度而言,对于近圆轨道5天的精密位置,二行参数法的精度优于100m,分点根数法的精度优于50m,对于椭圆轨道,两种方法亦表现出较高的精度;就存储空间而言,5天的精密轨道若以3 min时间间隔输出位置和速度,共计2400个历元,占用内存约300KB,而本文星历格式仅需若干解析模型系数,占用内存2KB~5KB,对于数据存储和文件转移极为便捷;就轨道重建耗时而言,两种星历格式均为解析模型,10万个碎片5天的轨道计算,耗时约5.5h,相对于数值法5天的计算耗时,效率提高了近95%。4.在现有平台基础上,研制了一套空间目标轨道计算与分析软件。该软件可用于空间目标地基/天基观测数据的模拟生成、数值法/半解析法精密轨道确定与预报、精密轨道星历表达等。本文利用该软件进行了大量的实验测试,验证了该软件的可靠性与有效性,可积极服务于我国空间态势感知相关研究。
高园园[5](2017)在《基于DORIS系统的卫星精密定轨与ERP参数解算》文中提出DORIS技术以其全天候、周期短、数据多等优点成为国内外卫星导航定位领域的研究开发的热点。本文以DORIS系统为基础,采用动力学定轨和批处理算法,研究了卫星相位中心偏差、对流层延迟、重力场模型等因素对定轨精度的影响程度,并利用DORIS数据基于平均距离变化率的测量模型实现了 ERP参数的解算。本文的主要研究内容及所得结论如下:(1)卫星相位中心偏差对定轨精度的影响将利用DORIS数据中的修正值进行相位中心偏差修正和使用固定矢量模型进行相位中心偏差修正两种方案获得的定轨结果进行比较,结果表明:利用所得数据中的修正值进行相位中心偏差修正,获得的定轨精度要优于使用固定矢量模型进行相位中心偏差修正的定轨精度。因此在使用DORIS2.0格式数据进行精密定轨时,可优先选择使用数据中提供的修正值进行卫星相位中心修正。(2)重力场模型对DORIS定轨精度的影响主要分析了 JGM-3、GGM02C、EGM96、EGM-2008、EIGEN-GL04C 和ITUGRACE-16重力场模型在展开到40、50、60、70、80和90阶次的情况下对于Jason-2卫星的定轨结果。结果表明:在相同的展开阶次下,采用ITUGRACE-16重力场模型所获得的定轨精度最好;在同一重力场模型的不同展开阶次中,上述几种重力场模型对于JASON-2卫星的定轨精度在50阶次达到最好。(3)对流层延迟修正对定轨精度的影响对比分析了利用数据中的对流层延迟修正值和使用Saastamoinen大气模型改正对流层延迟的定轨精度,结果表明:利用数据中的对流层折射修正值进行对流层延迟修正所得到的定轨结果较差,而利用Saastamoinen模型进行对流层修正结果则满足海洋测高卫星定轨精度的需求,因此在利用DORIS技术进行精密定轨时,推荐使用相应的对流层模型进行对流层延迟修正。(4) ERP参数的解算以平均距离变化率观测方程为基础,以解算ERP参数的理论模型为依据,基于动力学定轨原理与批处理算法,编写了 ERP参数解算软件,实现了利用DORIS数据解算ERP参数。为了验证定轨过程中轨道精度和ERP参数解算精度的关系,采用优化后的定轨方案分别利用DORIS 2.0和DORIS 3.0格式数据进行了 ERP参数的解算。结果表明,定轨精度与ERP参数解算精度成正比关系,要提高ERP参数的解算精度可以从选择更加优化的定轨策略入手。
张睿[6](2016)在《BDS精密定轨关键技术研究》文中认为2012年12月27日,中国北斗二代卫星导航系统(BDS)正式为亚太区域用户提供定位导航授时(PNT)以及短报文通信服务,预计到2020年BDS将实现全球组网并提供全球PNT服务。导航卫星的轨道产品是保障导航系统可用性的核心要素之一,卫星轨道精度将直接影响用户的导航定位性能,因此,如何获取高精度的导航卫星轨道是BDS目前关注的重点研究问题。我国BDS由三类卫星组成,包括地球静止轨道(GEO)卫星、倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星以及中圆地球轨道(MEO)卫星,独特的星座构成使其在亚太区域PNT服务中更具优势,但这种星座异质性给精密定轨工作带来新的挑战。同时BDS还存在系统尚未建设完成、跟踪站尚未全球分布等诸多问题,使得较为成熟的GPS卫星定轨技术无法直接应用于BDS卫星定轨。如何解决现今BDS定轨面临的诸多关键技术,获取高精度的BDS卫星轨道成为当前亟待解决的研究热点。基于此,本文开展了相关研究,主要的研究内容和成果如下。(1)研究总结了卫星定轨的基本原理、动力学定轨方法、导航卫星定轨模型、相关的时间系统和坐标系统以及动力学轨道模型的参数估计方法,重点分析了定轨主要误差源的原理、改正方法以及对定轨精度的影响。(2)针对GPS、GLONASS、GALILEO以及BDS的不同星座轨道特点,研究制定了不同导航系统卫星的定轨方法及策略,分析了各导航系统卫星定轨精度和特点,给出了多种定轨误差源对BDS三类卫星定轨精度的影响,并通过对比BDS和GPS定轨结果,研究得出了当前BDS卫星定轨面临的主要问题。(3)提出了利用卫星位置精度因子(SPDOP)和动力学参数精度因子(DOP)定量描述定轨跟踪站分布优劣的方法,并推导了相关的数学模型,该方法可直接解算BDS定轨跟踪站分布对定轨精度的数值影响,并据此给出BDS定轨跟踪站分布的优选方法。实测数据分析结果显示,该方法可以作为优选定轨跟踪站分布方案的依据。(4)针对建设中的BDS、GALILEO等导航系统星座不完整的现状,提出了联合定轨的方法及策略,推导了多GNSS联合定轨对系统间公共参数以及非公共参数求解精度的解析贡献量,研究分析了BDS/GPS联合定轨对轨道和钟差求解精度的统计贡献量。实测数据结果表明,联合定轨对系统间公共参数以及非公共参数求解精度的贡献显着,除GEO卫星轨道精度外,其余轨道和钟差求解精度均有显着提高,其中对可视卫星数较少区域内的接收机钟差求解精度的贡献尤为显着。(5)为了提高卫星处在地影和月影重叠部分时的定轨精度,研究建立了顾及地影和月影重叠部分的阴影函数模型计算方法,并对比分析了新旧阴影函数模型对定轨精度的影响。结果表明:利用新的阴影函数模型得到的GPS事后轨道外符合精度以及重叠弧段精度均有所提高。(6)为了得到不同时延的各类BDS轨道产品,研究设计了各BDS轨道产品的解算策略,并评价了各类BDS轨道产品长时段的解算精度。结果表明:BDS各类轨道产品在长时段解算中精度基本稳定,各类产品GEO卫星定轨平均精度优于2.5m,IGSO卫星和MEO卫星定轨平均精度优于10cm,其中最终产品优于5cm。
曹芬[7](2014)在《基于转发测距数据的GEO导航卫星定轨方法研究》文中认为GEO卫星覆盖性能好,在WAAS、IRNSS、QZSS、EGNOS、BDS、CAPS等区域增强和区域导航系统中得到广泛应用。GEO卫星精密定轨及预报对高精度的导航和精密实时定位用户来说具有至关重要的作用。因此开展GEO卫星精密测定轨理论与方法研究对卫星导航系统、区域增强系统的建设具有积极的推动作用。GEO卫星与地面相对静止,站星之间几何关系变化小,钟差及测站偏差等系统误差难以分离;系统跟踪站局限于国内,地面观测几何结构不好使轨道精度不高;GEO卫星的频繁机动控制,给GEO卫星精密轨道的确定和预报带来较大困难。转发器式卫星测轨方法具有将卫星轨道和星地钟差分离的优势,被应用于CAPS。本论文围绕上述问题,基于C波段转发测距方法及VLBI、SLR测量方法,在以下几个方面进行深入探讨和研究:1.自发自收及差分模式的GEO卫星定轨预报针对转发模式自发自收数据的径向约束能力强、横向约束能力弱的问题,依据VLBI测量原理、自发自收模式、一发多收模式,提出了转发模式副站与副站差分模式,详细推导了该模式的观测方程及测量矩阵,并克服了副站之间没有直接TWSTFT比对链路,无法直接得到副站站间钟差的问题。利用2005年6月的C波段自发自收测距数据、副站差分数据进行了联合定轨预报试验,C波段转发测距数据单独定轨预报试验,分析了副站差分对轨道横向精度的影响,预报残差与预报轨道差的关系。2.基于国际SLR数据的自发自收轨道精度评估系统建成后,由于租用的GEO卫星上并未安装激光反射器,因此基于CAPS的GEO卫星轨道从未使用SLR数据进行评估;CAPS测站系统差从未基于SLR数据进行标校。本文给出了CAPS中的外环时延测量方法及时延组成要素、转发模式自发自收测距测量模型,并首次利用国际SLR数据对基于CAPS的GEO卫星轨道进行了精度评估,利用国内SLR数据对CAPS测站系统差进行标校;分析了CAPS的测站分布对GEO卫星定轨精度的影响、系统差标校精度。经试验验证,国内激光站的视向检验残差较小,约为0.5m,而南半球激光站的视向检验残差较大,约为3.3m。3. GEO卫星分时观测模式研究针对目前CAPS常规连续观测模式,无法实现1天内对多颗GEO卫星进行观测的问题,论文探究了CAPS在GEO卫星非机动期间的单天线对多颗卫星的分时观测模式及策略;基于2005年6月的转发模式连续观测资料,生成了3种分时观测资料,并最终给出了满足轨道精度优于2m的单天线对多颗GEO卫星的分时观测策略。4. GEO卫星跨机动定轨及预报方法研究为了满足导航用户对于机动期间轨道及机动后轨道快速恢复的需求,在卫星机动期间,通过建立等价的机动力模型,研究跨机动期间的定轨方法和优化策略,保证轨道的连续性。并基于机动前不同时段的C波段观测资料,分析了机动前的资料对跨机动定轨及预报精度的影响,分析了机动后短弧定轨预报与跨机动定轨预报的优劣性。5.基于VLBI与C波段转发测距数据的联合定轨试验GEO卫星机动后短弧资料较少,且C波段自发自收数据横向约束能力弱。论文利用2010年中国VLBI网与C波段测轨网的VLBI和C波段转发测距资料进行了分析处理,为实现VLBI应用于轨道机动后轨道快速恢复提供试验支持。论文进行了C波段转发测距数据单独定轨试验、VLBI时延与时延率定轨试验、联合定轨试验,并分析了不同基线对C波段测站系统差标校精度的影响,单条基线对测距资料定轨预报的影响。
任夏[8](2014)在《星载GPS自适应实时相对定轨方法研究》文中认为本文以“自适应定轨技术”作为理论基础,以GRACE卫星作为研究对象,开展了星载GPS编队卫星自适应实时相对定轨方法研究,目的在于提高实时相对定轨的精度和稳定性。本文的主要工作和结论如下:1.介绍了几何法实时定轨的基础知识;分析了载波相位平滑伪距方法和基于DRVID模型的无电离层影响定轨方法的原理及特点;实现了基于伪距和载波相位的紧密滤波方法。实验结果表明,与载波相位平滑伪距方法相比,基于伪距和载波相位的紧密滤波方法精度更优。总体来说,载波相位的引入将单点定位精度提升至4m以内。2.针对伪距观测值易受噪声影响的特点,分析了抗差估计在单点定位中的作用,介绍了基于DOP值和卡方统计量的单点定位质量检验方法。结合半仿真数据,得出以下结论:在抗差单点定位的基础上设置高度截止角,并根据DOP值检验和卡方检验剔除内符合精度较差的历元,可以提高单点定位的精度,定轨结果与JPL轨道间残差的最大值不超过50m(三维),RMS在4m左右(三维)。3.讨论了动力学模型对实时定轨的影响,实验结果表明:低轨卫星受地球重力场和大气阻力的影响较为明显;而通过增加状态噪声补偿的方式可以吸收动力学模型误差,通常在动力平滑中考虑20-30阶的重力场模型即可满足基本的计算需求。4.研究了基于伪距的星载GPS动力学实时定轨方法;分析了扩展Kalman滤波(EKF)、抗差M-M滤波和抗差自适应滤波算法的特点,及滤波参数对定轨结果的影响。计算结果表明:抗差M-M滤波和抗差自适应滤波均能有效解决EKF的发散问题,降低定轨结果对状态噪声补偿方案的依赖,定轨精度可以达到4m左右,与JPL轨道的最大偏差在X、Y方向不超过30m,Z方向不超过40m。与抗差M-M滤波相比,抗差自适应滤波方法的计算效率和精度更高。5.提出了基于PDOP值的自适应因子模型。与传统自适应引资模型相比,该模型在滤波过程中对观测信息的利用更加充分,自适应因子的构造更为灵活、准确。实验结果表明,采用改进的自适应因子模型可以得到更为平滑的定轨结果,定轨精度有所提高。6.研究了编队卫星的自适应实时相对定轨算法;对比了基线距离对EKF和自适应滤波结果的影响;研究并实现了基于伪距和载波相位观测量的自适应实时相对定轨方法,提出具有先验信息的载波相位相对定轨方法。实验结果表明,基线距离对扩展Kalman滤波的影响更为明显,而伪距、载波相位的自适应实时相对定轨方法结果稳定,相对轨道精度分别为9cm、6cm。本文实现的实时相对定轨方法中,具有先验信息的载波相位相对定轨方法精度最高。
张睿[9](2013)在《基于地面跟踪站观测技术的GPS卫星定轨研究及程序设计》文中研究指明卫星的在轨跟踪与定轨是确定卫星系统安全性和可用性的核心,因此也成为卫星导航领域中研究的热点,尤其是目前我国正在建设自己的北斗二代全球卫星导航系统,如何准确且快速地获得高精度的轨道更成为当前亟待解决的问题。虽然目前GPS等其它卫星导航系统的精密定轨技术相对比较成熟,但我国的北斗二代全球卫星导航系统由于存在星座异质性、基准站数量少且无法全球分布等多个因素的影响,目前的定轨精度相对较低,难以满足高精度实时定位导航的需求。GPS系统作为目前全球应用最广泛的卫星导航系统,其轨道精度可以达到2cm,由于GPS系统的基准站遍布全球,所以可以利用成熟的GPS系统来研究精密定轨的理论以及分析基准站的数量和分布对卫星定轨的影响,总结提出改进的定轨方法以及总结分析基准站对精密定轨的影响,并以此为基准拓展到我国北斗二代全球卫星导航系统的精密定轨研究中。本文从卫星轨道的基本理论出发,对基准站的个数和分布对卫星事后星历以及实时星历解算的影响做了详细分析,并基于相关的理论研究基础,设计编制了轨道积分程序。论文的具体研究工作如下:(1)基于卫星定轨理论与研究方法,采用不同个数的区域基准站对GPS广播星历进行轨道改进,得到了20cm-30cm的区域站定轨结果;采用不同个数的全球基准站对GPS广播星历进行轨道改进,得到了cm级的全球站定轨结果。(2)分别用区域基准站以及全球基准站的实时数据对GPS卫星轨道进行约束定轨。结果显示附加基准站数据的实时轨道较直接预报轨道的精度在大部分时间有了明显改善,但是在起始时间段有较大波动。(3)模拟分析中心,以3天为一弧段对GPS快速星历和超快速星历进行连续一个月的解算,得到延迟一天的快速星历以及近实时的超快速星历,其中超快速星历每6小时更新一次,并附加了实时数据的约束。结果显示快速星历的精度大致在6.8cm左右,超快速星历的精度除个别异常点外保持在20cm以内。(4)以7天为一弧段解算GPS事后星历。结果显示径向精度在3cm左右,要优于较短弧段解,但是切向和法向精度较低。(5)基于GPS卫星的定轨研究基础,利用实验数据对北斗二代导航系统进行定轨解算,结果显示GEO卫星的定轨结果为128.9cm,IGSO卫星的定轨结果为36.9cm,并且在GEO卫星和IGSO卫星共同定轨时,GEO卫星使IGSO卫星的定轨精度降低。(6)基于前文的理论和研究基础,编写了定轨中的核心部分轨道积分软件模块,结果显示本文设计的轨道积分程序可以较好地完成轨道积分过程,进行一天的轨道积分后整个星座的精度大致在20cm左右。
杨志涛[10](2012)在《航天器轨道力学在空间目标监测中的应用》文中进行了进一步梳理空间目标监测对于国防和航天技术的应用都具有非常重要的意义。本篇论文主要讨论了航天器轨道力学在空间目标监测中应用的几个问题。初轨确定在空间目标的发现与编目管理等工作中均有重要作用。本文提出了一类不再局限于无摄运动(即二体问题)模型,对目标轨道类型亦没有限制,且可充分利用高精度测量资料性能的定轨算法,并用实测数据对其有效性进行了验证。随后,文章分析了初轨计算误差与观测资料的相关关系,并得到了一些有益的结论,这可为优化空间目标监测设备的观测策略提供一些有益的参考。航天器的星历预报与观测预报均有数值法和分析法两种计算方法。本文详细讨论了数值法预报的计算方法,并基于该方法建立了一套预报软件,之后对其计算精度进行了检验。在航天器的碰撞预警工作中,为了节省计算时间,一般要从大量的目标中筛选出可能的危险目标。通常的筛选方法均为高度筛选、几何筛选和时间筛选三步。本文通过改进时间筛选方法并增加距离筛选,将筛除比例从通常的大约99%提高到99.97%,为实现快速碰撞预警工作提供了理论支持。最后,通过对实测数据的计算比较,验证了新方法的正确性及高效性。
二、人卫长弧定轨中的摄动计算问题(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、人卫长弧定轨中的摄动计算问题(论文提纲范文)
(1)融合多类卫星GNSS/SLR数据的精密轨道确定及大地测量参数解算(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩写字符列表 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 卫星激光测距(SLR) |
1.1.2 全球导航卫星系统(GNSS) |
1.2 研究背景 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 研究目的和意义 |
1.5 本文研究内容 |
1.6 本文章节安排 |
第二章 卫星精密轨道确定理论基础 |
2.1 时间基准与系统 |
2.1.1 时间基准 |
2.1.2 不同时间系统间的相互转换 |
2.2 坐标参考系与参考框架 |
2.2.1 IERS与ITRF |
2.2.2 ILRS与SLRF |
2.2.3 坐标系间转换 |
2.2.3.1 天球坐标系与地球坐标系之间的转换 |
2.2.3.2 天球坐标系与星固坐标系之间的转换 |
2.2.3.3 天球坐标系与卫星轨道RTN坐标系之间的转换 |
2.2.3.4 地心地固坐标系与地平坐标系之间的转换 |
2.2.3.5 参心地固坐标系与大地坐标系之间的转换 |
2.3 人造卫星轨道 |
2.3.1 轨道根数 |
2.3.2 卫星运动方程 |
2.3.3 变分方程 |
2.4 线性化 |
2.5 Collocation积分法 |
2.6 本章小结 |
第三章 SLR检核卫星轨道 |
3.1 研究背景和现状 |
3.1.1 全球SLR测站及其SLR观测量 |
3.1.2 MGEX和iGM[AS |
3.1.2.1 MGEX和MGEX ACs |
3.1.2.2 iGMAS和iGMAS ACs |
3.2 SLR检核GNSS精密轨道研究现状 |
3.2.1 GPS |
3.2.2 GLONASS |
3.2.3 Galileo |
3.2.4 BDS |
3.3 研究目的与意义 |
3.4 SLR检核基本原理 |
3.5 基准统一与误差模型改正 |
3.5.1 卫星端误差改正 |
3.5.2 SLR测站相关改正 |
3.5.3 传播误差改正 |
3.5.4 GNSS卫星星蚀期和卫星机动 |
3.5.5 GNSS卫星姿态控制模式 |
3.5.6 SLR残差筛选策略 |
3.5.7 精度评估 |
3.6 SLR检核Multi-GNSS精密轨道 |
3.6.1 Galileo |
3.6.2 BDS-2 |
3.6.2.1 GEO C01 |
3.6.2.2 IGSO |
3.6.2.3 MEO C11 |
3.6.3.4 BD S-3(SDU) |
3.6.2.5 BDS-2&BDS-3(WUM) |
3.7 多家ACs精密轨道产品解算策略概况 |
3.8 SLR检核残差相关性分析 |
3.8.1 SLR检核残差与卫星天底角的相关性 |
3.8.2 SLR检核残差与SLR测站相关性 |
3.8.3 SLR检核残差与β及Δμ间的相关性 |
3.9 本章小结 |
第四章 GNSS卫星SLR-only精密轨道确定 |
4.1 GNSS卫星SLR-only精密定轨研究背景和现状 |
4.1.1 GPS35/36 |
4.1.2 GLONASS |
4.1.3 Galileo |
4.1.4 BDS |
4.2 研究目的和意义 |
4.3 GNSS SLR-only精密定轨基本原理 |
4.3.1 SLR距离偏差项 |
4.3.2 动力学模型之太阳光压模型 |
4.3.3 参数估计 |
4.3.4 法方程叠加 |
4.4 SLR-only精密定轨流程和策略 |
4.5 Multi-GNSS SLR-only轨道精度评估 |
4.6 Multi-GNSS SLR-only轨道 |
4.6.1 Gilileo |
4.6.2 Galileo(2019) |
4.6.3 BDS-2(2018) |
4.6.4 BDS-2和BDS-3(2019) |
4.6.5 GLONASS |
4.7 BDS SLR-only精密定轨精度的相关性分析 |
4.7.1 BDS-2和BDS-3卫星SLR观测量 |
4.7.2 BDS-2和BDS-3卫星SLR-only多天解定轨成功率 |
4.7.3 BDS-2和BDS-3卫星SLR-only多天解轨道细化分析 |
4.7.4 SLR观测量个数对SLR-only精密定轨精度的影响 |
4.7.5 SLR测站个数对SLR-only精密定轨精度的影响 |
4.8 GLONASS SLR-only精密定轨精度的相关性分析 |
4.8.1 GLONASS卫星SLR观测量及其多天解定轨成功率 |
4.8.2 星蚀期对SLR-only定轨精度的影响 |
4.8.3 七种不同参数配置策略对SLR-only定轨精度的影响 |
4.9 本章小结 |
第五章 联合GNSS L-band/SLR观测的精密定轨及大地测量参数解算 |
5.1 GNSS L-band精密定轨研究背景和现状 |
5.2 GNSS L-band多天解精密定轨研究目的 |
5.3 GNSS L-band精密定轨原理 |
5.3.1 L-band观测方程和误差模型 |
5.3.2 参数预消除与恢复 |
5.3.3 GNSS L-band精密定轨流程策略 |
5.4 Multi-GNSS L-band多天解轨道 |
5.4.1 联合GPS/GLONASS L-band精密定轨 |
5.4.1.1 GPS |
5.4.1.2 GLONASS |
5.4.2 单GLONASS L-band精密定轨 |
5.4.3 单Galileo L-band精密定轨(2019年DOY244-273) |
5.4.4 单BDS-2 L-band精密定轨(2018年DOY231-260) |
5.5 关于单GNSS L-band多天解轨道的几点讨论 |
5.5.1 单GLONASS L-band三天解和九天解 |
5.5.2 Galileo |
5.5.3 BDS-2 |
5.5.4 单SLR-only轨道对比单L-band轨道 |
5.6 联合GNSS L-band/SLR精密定轨研究背景和现状 |
5.7 联合GNSS L-band/SLR精密定轨研究目的与意义 |
5.8 联合L-band/SLR法方程权比配置与叠加原理 |
5.8.1 技术间法方程叠加原理 |
5.8.2 GNSS L-band/SLR精密定轨策略 |
5.9 联合GNSS L-band/SLR多天解轨道 |
5.9.1 单BDS-2联合L-band/SLR精密定轨 |
5.9.2 单Galileo联合L-band/SLR精密定轨 |
5.9.3 联合GLONASS L-band/SLR精密定轨 |
5.10 关于GNSS联合L-band/SLR多天解精密定轨的几点讨论 |
5.10.1 GLONASS |
5.10.2 Galileo |
5.10.3 BDS-2 |
5.10.4 GLONASS R14的三天解轨道 |
5.11 ERP解算基本原理 |
5.12 联合GNSS L-band/SLR多天解ERP对比分析 |
5.12.1 联合GPS/GLONASS多天解ERP |
5.12.2 单Galileo多天解ERP |
5.12.3 单GLONASS多天解ERP |
5.13 SLR对GNSS多天解ERP精度贡献分析 |
5.14 本章小结 |
第六章 地球动力学卫星精密轨道确定及大地测量参数解算 |
6.1 地球动力学卫星 |
6.2 Lageos-1/2卫星研究现状 |
6.3 Etalon-1/2卫星研究现状 |
6.4 研究目的和意义 |
6.5 解算策略及七种模式 |
6.6 精密轨道 |
6.7 ERP |
6.8 SLR测站坐标 |
6.9 地心变化 |
6.10 SLR距离偏差项 |
6.11 低阶时变重力场解算 |
6.11.1 反演全球时变重力场研究现状 |
6.11.2 时变重力场反演基本原理 |
6.11.2.1 大地水准面差距 |
6.11.2.2 地球重力场带谐项与引力位系数间关系 |
6.11.3 基于Lageos-1卫星的低阶时变重力场解算 |
6.11.3.1 精密轨道确定 |
6.11.3.2 带谐系数 |
6.11.3.3 田谐系数 |
6.11.3.4 扇谐系数 |
6.12 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间主要成果 |
已发表论文 |
发明专利 |
参加学术交流 |
主要参与项目 |
获奖励情况 |
学位论文评闼及答辩情况表 |
(2)GRACE和GRACE-FO卫星星载GPS观测数据质量分析及精密轨道确定(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
2 LEO卫星星载GPS定轨理论基础 |
2.1 观测模型 |
2.2 动力学模型 |
2.3 估计方法 |
2.4 本章小结 |
3 星载GPS观测数据质量分析 |
3.1 电离层延迟 |
3.2 多路径效应 |
3.3 周跳探测 |
3.4 卫星高度角和观测量 |
3.5 本章小结 |
4 低轨卫星精密轨道确定 |
4.1 轨道解算策略 |
4.2 天线相位中心变化对轨道精度的影响 |
4.3 卫星姿态对轨道精度的影响 |
4.4 重力场模型对轨道精度的影响 |
4.5 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(3)基于低轨卫星并址技术的SLR台站坐标解算方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容和技术路线 |
1.4 本章小结 |
2 基于SLR的卫星跟踪观测技术 |
2.1 卫星激光测距的技术简介 |
2.2 利用SLR技术的观测模型 |
2.3 本章小结 |
3 基于星载GNSS的低轨卫星精密定轨 |
3.1 时间和坐标系统 |
3.2 运动学定轨 |
3.3 动力学和简化动力学定轨 |
3.4 本章小结 |
4 SLR测站坐标几何解算方法 |
4.1 SLR台站坐标解算的基本的观测方程 |
4.2 误差改正和参数处理 |
4.3 整体最小二乘估计方法 |
4.4 本章小结 |
5 SLR台站坐标的实例解算 |
5.1 单颗卫星的全球台站的年解 |
5.2 多星组合的全球SLR台站解算方法 |
5.3 本章小结 |
6 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(4)空间碎片快速精密轨道确定与预报若干关键问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词 |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 空间碎片概况 |
1.1.2 论文选题及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 空间碎片精密轨道确定与预报 |
1.2.2 空间碎片短弧实时精密定轨与预报 |
1.2.3 空间目标半解析轨道传播理论 |
1.2.4 空间目标精密轨道预报数据的解析表达 |
1.3 研究目标及研究内容 |
第2章 空间目标轨道力学基础理论 |
2.1 时间系统及转换关系 |
2.1.1 时间系统 |
2.1.2 时间系统转换关系 |
2.2 坐标系统及转换关系 |
2.2.1 坐标系统 |
2.2.2 坐标系统转换关系 |
2.3 空间目标摄动力模型 |
2.3.1 保守力模型 |
2.3.2 非保守力模型 |
2.3.3 经验力模型 |
2.4 空间碎片精密轨道确定与预报基本原理 |
2.4.1 空间碎片精密轨道确定 |
2.4.2 空间碎片精密轨道预报 |
2.5 本章小结 |
第3章 短弧观测条件下的空间碎片实时精密轨道确定与预报 |
3.1 空间碎片光学与激光测距技术 |
3.1.1 空间碎片光学观测技术 |
3.1.2 空间碎片激光测距技术 |
3.2 空间碎片短弧轨道确定与预报 |
3.2.1 实时短弧轨道确定与预报基本原理 |
3.2.2 力模型设定 |
3.3 空间碎片短弧轨道确定与预报数据处理结果 |
3.3.1 地基光学跟踪下的短弧实时精密轨道确定与预报 |
3.3.2 天基光学跟踪下的短弧实时精密轨道确定与预报 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于多尺度法的空间目标半解析轨道理论 |
4.1 空间目标平均轨道根数与周期项 |
4.2 半解析轨道理论 |
4.2.1 基于多尺度法的半解析轨道理论 |
4.2.2 平均轨道根数和短周期项的获取 |
4.3 半解析轨道理论用于空间目标快速精确轨道确定和预报 |
4.3.1 半解析轨道积分器中重力场阶数的确定 |
4.3.2 空间目标半解析法轨道预报 |
4.3.3 空间目标半解析法轨道确定 |
4.3.4 耗时统计 |
4.4 本章小结 |
第5章 空间目标精密轨道预报数据的解析表达 |
5.1 空间目标精密轨道预报数据的表示方法 |
5.2 空间目标精密轨道预报数据的解析表达模型 |
5.2.1 二行参数表达法 |
5.2.2 分点根数拟合法 |
5.3 实验结果 |
5.3.1 表达精度 |
5.3.2 存储空间 |
5.3.3 计算耗时 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 总结与结论 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
攻博期间完成的学术论文及获奖情况 |
致谢 |
(5)基于DORIS系统的卫星精密定轨与ERP参数解算(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的研究内容 |
2 时间系统与坐标系统 |
2.1 时间系统 |
2.2 坐标系统 |
2.3 坐标系统之间的转换 |
2.4 本章小节 |
3 卫星精密定轨的原理与方法 |
3.1 动力学定轨原理 |
3.2 卫星的运动方程 |
3.3 变分方程 |
3.4 DORIS定轨的观测模型 |
3.5 估值方法 |
3.6 卫星定轨的力学模型 |
3.7 本章小节 |
4 卫星精密定轨影响因素分析 |
4.1 定轨影响因素的选择 |
4.2 卫星接收机天线相位中心偏差的改正对定轨精度的影响 |
4.3 重力场模型对定轨精度的影响 |
4.4 对流层折射修正对定轨精度的影响 |
4.5 本章小节 |
5 利用DORIS数据进行ERP参数解算 |
5.1 DORIS技术解算ERP参数的基本原理 |
5.2 试验数据及方案 |
5.3 试验结果与分析 |
5.4 本章小节 |
6 总结与展望 |
6.1 主要研究工作总结 |
6.2 对今后研究工作的设想 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间主要成果 |
(6)BDS精密定轨关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 导航卫星精密定轨技术发展 |
1.2.1 GNSS卫星精密定轨研究现状 |
1.2.2 BDS卫星定轨研究现状 |
1.3 BDS定轨存在的主要问题 |
1.4 本文研究的主要内容及创新点 |
1.4.1 本文研究的主要内容 |
1.4.2 本文主要创新点 |
第二章 基于GNSS观测技术的导航卫星定轨原理 |
2.1 卫星定轨基本方法 |
2.1.1 动力学定轨法 |
2.1.2 几何定轨法 |
2.1.3 约化动力学定轨法 |
2.1.4 解析定轨法 |
2.1.5 数值定轨法 |
2.2 时间系统与坐标系统 |
2.2.1 时间系统 |
2.2.2 坐标系统 |
2.3 基于数值积分方法的导航卫星动力学定轨原理 |
2.3.1 卫星受摄运动方程 |
2.3.2 数值积分 |
2.4 观测模型 |
2.4.1 非差观测模型及误差改正策略 |
2.4.2 基于GNSS观测数据的动力学定轨模型 |
2.5 GNSS卫星定轨主要误差源及改正 |
2.5.1 卫星定轨摄动力及改正方法 |
2.5.2 GNSS测量误差源及改正方法 |
2.6 本章小结 |
第三章 动力学轨道模型的参数估计及轨道确定 |
3.1 动力学轨道模型的参数估计方法 |
3.1.1 批处理方法 |
3.1.2 序贯最小二乘 |
3.1.3 卡尔曼滤波在卫星定轨中的应用 |
3.1.4 自适应抗差滤波技术在卫星定轨中的应用 |
3.2 GNSS卫星轨道确定流程及策略 |
3.3 GNSS卫星轨道确定 |
3.3.1 GPS卫星轨道确定 |
3.3.2 GLONASS卫星轨道确定 |
3.3.3 GALILEO卫星轨道确定 |
3.3.4 BDS卫星轨道确定 |
3.4 定轨误差源影响分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 BDS定轨跟踪站分布优选算法 |
4.1 研究背景 |
4.2 不同跟踪站分布对BDS事后轨道和实时轨道精度的影响 |
4.2.1 BDS事后轨道和实时轨道解算策略 |
4.2.2 算例分析 |
4.3 利用SPDOP值分析跟踪站分布对BDS定轨的影响 |
4.3.1 卫星SPDOP值的计算方法 |
4.3.2 算例分析 |
4.4 利用动力学参数DOP值分析跟踪站分布对BDS定轨的影响 |
4.4.1 动力学参数DOP值的计算方法 |
4.4.2 利用动力学参数DOP值分析不同跟踪站分布对定轨精度的影响 |
4.4.3 利用动力学参数DOP值优化跟踪站布设方案 |
4.5 本章小结 |
第五章 GNSS联合定轨贡献量分析 |
5.1 研究背景 |
5.2 联合定轨观测模型 |
5.3 联合定轨对系统间公共参数以及非系统间公共参数的解析贡献量分析 |
5.4 联合定轨对系统间公共参数以及非系统间公共参数的统计贡献量分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 顾及地影和月影重叠部分的卫星阴影函数模型 |
6.1 研究背景 |
6.2 阴影函数计算方法 |
6.2.1 只考虑一个遮挡体的阴影函数计算方法 |
6.2.2 顾及地影和月影重叠部分的阴影函数计算方法 |
6.3 算例分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 BDS不同时延轨道产品确定 |
7.1 研究背景 |
7.2 BDS最终轨道解算策略及结果分析 |
7.3 BDS快速轨道解算策略及结果分析 |
7.4 BDS超快速轨道解算策略及结果分析 |
7.5 BDS实时轨道解算策略及结果分析 |
7.6 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 本文主要结论 |
8.2 未来工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(7)基于转发测距数据的GEO导航卫星定轨方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
图表目录 |
缩略词中英文对照表 |
第一章 概论 |
1.1 研究背景 |
1.2 GEO 卫星测定轨国内外研究现状 |
1.2.1 GEO 卫星测轨技术研究现状 |
1.2.2 GEO 卫星定轨研究现状 |
1.3 研究意义 |
1.4 论文主要研究内容 |
第二章 GEO 卫星力学模型选取方法及参数估计方法 |
2.1 GEO 卫星运动方程与观测方程 |
2.1.1 GEO 卫星力学模型选取及运动方程 |
2.1.2 GEO 卫星观测方程线性化及状态方程建立 |
2.2 参数估计方法 |
2.2.1 卫星初始状态量X 0赋值及偏导数计算 |
2.2.2 批处理算法及序贯处理算法 |
2.2.3 无偏估计检验及 C 波段数据处理中的逐次逼近方法 |
2.3 坐标系统转换与时间系统转换 |
2.3.1 坐标系统转换 |
2.3.2 时间系统转换 |
2.4 小结 |
第三章 多种观测手段的观测原理、测量模型及测量矩阵 |
3.1 观测方程及测量矩阵 |
3.2 自发自收模式的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.2.1 自发自收模式的信号传递公式 |
3.2.2 自发自收模式的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.3 SLR 测距的观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.3.1 SLR 测距原理 |
3.3.2 激光测距的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.4 VLBI 时延与时延率的观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.4.1 人造地球卫星与射电源的 VLBI 测量原理 |
3.4.2 带光时解的 VLBI 观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.5 副站-副站差分模式的观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.5.1 副站-副站差分原理 |
3.5.2 副站-副站的站间差分生成公式 |
3.5.3 副站-副站差分模式的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.6 几种测量模式的区别 |
3.7 小结 |
第四章 自发自收及差分模式轨道精度评估 |
4.1 轨道精度评估方法 |
4.1.1 定轨及预报残差 |
4.1.2 轨道差 RMS 计算方法 |
4.1.3 用户距离误差 URE 计算方法 |
4.1.4 激光检验残差 |
4.2 自发自收、差分模式定轨试验及内符合分析 |
4.2.1 卫星精密定轨参数解算策略 |
4.2.2 定轨残差 |
4.2.3 轨道重叠精度 |
4.2.4 预报轨道差及残差 RMS |
4.3 激光数据及广播星历对 C 波段轨道的精度评估 |
4.3.1 定轨残差 |
4.3.2 重叠弧段轨道差 |
4.3.3 基于激光数据进行轨道视向精度检验 |
4.3.4 C 波段轨道与广播星历轨道比较 |
4.4 小结 |
第五章 GEO 卫星分时观测模式研究 |
5.1 分时观测模式 |
5.1.1 分时观测模式 |
5.1.2 法化矩阵条件数 |
5.2 连续观测模式与分时观测模式的 2 天定轨试验 |
5.2.1 基于 5 个测站的卫星定轨试验 |
5.2.2 缺失 1 个测站对连续观测轨道及分时观测轨道的影响 |
5.3 小结 |
第六章 C 波段测站设备时延测定原理及系统差标校 |
6.1 SLR 与 C 波段测站设备时延测定原理 |
6.1.1 SLR 测站设备时延测定原理 |
6.1.2 C 波段测站设备时延测定原理 |
6.2 转发模式测站系统差标校原理 |
6.2.1 激光并置比对法标校测站系统差 |
6.2.2 联合定轨法标校测站系统差 |
6.2.3 转发器时延与测站设备时延分离 |
6.2.4 系统差标校前后的 GEO 卫星轨道视向检验残差 |
6.3 小结 |
第七章 GEO 卫星跨机动定轨及预报方法 |
7.1 GEO 卫星轨道机动控制的必要性及对 GEO 卫星定轨的影响 |
7.1.1 轨道机动控制的必要性及对 GEO 卫星定轨的影响 |
7.1.2 轨道机动控制策略及机动力加速度建模方法 |
7.1.3 GEO 卫星机动轨道确定及预报策略 |
7.2 GEO 卫星跨机动定轨及预报试验 |
7.2.1 基于机动前轨道进行轨道预报 |
7.2.2 跨机动定轨及预报试验 |
7.3 小结 |
第八章 C 波段测距与 VLBI 数据联合定轨研究 |
8.1 VLBI 数据与 C 波段自发自收测距数据的联合定轨试验 |
8.1.1 VLBI 数据及 C 波段测距数据统计 |
8.1.2 VLBI 与 C 观测资料联合定轨残差 |
8.1.3 VLBI 与 C 联合轨道的重叠弧段轨道差 |
8.1.4 VLBI 与 C 联合轨道的外符合检验 |
8.1.5 C 波段测站系统差的标校精度分析 |
8.2 C 波段自发自收测距数据的单独定轨试验 |
8.2.1 C 波段自发自收测距数据单独定轨残差 |
8.2.2 基于 C 波段自发自收测距数据单独定轨的轨道与联合轨道差 |
8.3 VLBI 数据的单独定轨试验 |
8.3.1 VLBI 时延数据单独定轨试验 |
8.3.2 VLBI 时延率数据的单独定轨试验 |
8.3.3 VLBI 时延、时延率的联合定轨试验 |
8.4 各条基线的时延、时延率对测距资料定轨及预报的影响 |
8.4.1 各条基线的时延、时延率对测距资料 1 天定轨的影响 |
8.4.2 各条基线的时延、时延率对测距资料短弧定轨预报的影响 |
8.5 VLBI 对仅有 C 波段单站极端观测条件下的卫星定轨改善 |
8.5.1 VLBI 数据对 C 波段单站 1 天长弧定轨的影响 |
8.5.2 VLBI 数据对 C 波段单站 4h 短弧定轨的影响 |
8.6 小结 |
第九章 总结与展望 |
9.1 本文的主要创新点与工作 |
9.2 后续工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)星载GPS自适应实时相对定轨方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 星载GPS定轨技术的发展和应用 |
1.2.1 星载GPS定轨技术发展和应用 |
1.2.2 星载GPS低轨卫星定轨方法 |
1.2.3 星载GPS实时定轨 |
1.2.4 编队卫星相对定轨 |
1.3 主要研究内容 |
第二章 时间与坐标系统 |
2.1 时间系统 |
2.1.1 世界时系统 |
2.1.2 原子时系统 |
2.1.3 地球质心力学时 |
2.1.4 儒略日、儒略年 |
2.2 坐标系统 |
2.2.1 地心惯性坐标系(ECI) |
2.2.2 地固坐标系(ECF) |
2.2.3 世界大地坐标系(WGS-84) |
2.2.4 星固坐标系 |
2.2.5 卫星轨道坐标系(RTN) |
2.2.6 坐标系之间的转换 |
2.3 本章小结 |
第三章 几何法实时定轨 |
3.1 观测方程的建立 |
3.1.1 伪距观测方程的建立 |
3.1.2 载波相位观测方程的建立 |
3.2 几何法定轨的误差项 |
3.2.1 与卫星有关的误差 |
3.2.2 与传播路径有关的误差 |
3.2.3 与接收机有关的误差 |
3.2.4 算例及分析 |
3.3 周跳探测 |
3.4 载波相位与伪距组合定轨 |
3.4.1 载波相位平滑伪距方法 |
3.4.2 基于DRVID模型的无电离层影响定轨方法 |
3.4.3 伪距与载波相位联合定轨 |
3.4.4 算例及分析 |
3.5 单点定位的质量控制 |
3.5.1 单点定位质量控制方法 |
3.5.2 算例实验 |
3.6 本章小结 |
第四章 星载GPS动力学实时定轨 |
4.1 动力学定轨基本理论 |
4.1.1 摄动力模型 |
4.1.2 状态转移矩阵 |
4.1.3 数值积分方法 |
4.1.4 算例及分析 |
4.2 星载GPS动力学定轨 |
4.2.1 Kalman滤波 |
4.2.2 抗差Kalman滤波 |
4.2.3 抗差自适应滤波 |
4.2.4 星载GPS动力学定轨的滤波参数 |
4.2.5 算例及分析 |
4.3 一种改进的自适应因子模型 |
4.3.1 基于PDOP值构造的自适应因子模型 |
4.3.2 算例及分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 自适应实时相对定轨 |
5.1 基于伪距观测量的自适应实时相对定轨 |
5.1.1 (伪距)几何法相对定轨 |
5.1.2 GPS星历误差对相对定位(轨)结果的影响 |
5.1.3 自适应相对定轨原理简述 |
5.1.4 算例实验 |
5.2 基于载波相位的自适应实时相对定轨方法 |
5.2.1 载波相位自适应实时相对定轨方法 |
5.2.2 具有先验信息的载波相位实时相对定轨方法 |
5.2.3 算例及分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 主要内容 |
6.2 后续工作及展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(9)基于地面跟踪站观测技术的GPS卫星定轨研究及程序设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 卫星定轨的研究背景 |
1.2 国内外发展现状及发展趋势 |
1.2.1 国内外发展现状 |
1.2.2 卫星定轨的发展趋势 |
1.3 本文研究的目的及主要内容 |
第二章 卫星轨道理论 |
2.1 二体问题下卫星的轨道方程 |
2.2 开普勒定律 |
2.2.1 开普勒第一定律 |
2.2.2 开普勒第二定律 |
2.2.3 开普勒第三定律 |
2.3 二体问题下卫星运动的轨道根数 |
2.4 卫星的受摄运动 |
2.4.1 卫星的受摄运动方程 |
2.4.2 地球非球形引力摄动 |
2.4.3 N 体引力摄动 |
2.4.4 固体潮摄动 |
2.4.5 海洋潮汐摄动 |
2.4.6 太阳辐射摄动 |
2.4.7 地球反照和红外辐射压摄动 |
2.4.8 广义相对论效应摄动 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于基准站观测数据的 GNSS 事后星历解算 |
3.1 事后星历解算方法 |
3.2 基于区域基准站观测数据的 GPS 事后星历解算 |
3.3 基于全球基准站观测数据的 GPS 事后星历解算 |
3.4 长时间 GPS 事后星历连续解算 |
3.5 北斗二代导航系统事后星历解算 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于基准站实时观测数据的 GPS 实时星历解算 |
4.1 实时星历解算方法 |
4.2 基于区域基准站实时观测数据的 GPS 实时星历解算 |
4.3 基于全球基准站实时观测数据的 GPS 实时星历解算 |
4.4 长时间 GPS 实时星历连续解算 |
4.5 本章小结 |
第五章 轨道积分程序设计 |
5.1 轨道积分概述 |
5.2 轨道积分中的数值积分方法 |
5.2.1 数值解法的基本思想 |
5.2.2 Runge-Kutta 方法 |
5.2.3 Adams 方法 |
5.2.4 Cowell 方法 |
5.3 时间系统和坐标系统 |
5.3.1 时间系统 |
5.3.1.1 恒星时 |
5.3.1.2 世界时 |
5.3.1.3 国际原子时 |
5.3.1.4 动力学时 |
5.3.1.5 协调世界时 |
5.3.1.6 导航卫星时 |
5.3.2 各时间系统间的转换关系 |
5.3.2.1 原子时与 GPS 时间的关系 |
5.3.2.2 原子时与地球动力学时间的关系 |
5.3.2.3 原子时与协调世界时间的关系 |
5.3.2.4 原子时与世界时间的关系 |
5.3.2.5 格林尼治平恒星时与世界时间的关系 |
5.3.3 坐标系统 |
5.3.3.1 历元平赤道地心系 |
5.3.3.2 瞬时平赤道地心系 |
5.3.3.3 瞬时真赤道地心系 |
5.3.3.4 瞬时极地球坐标系 |
5.3.3.5 固定极地球坐标系 |
5.3.4 惯性坐标系与地固坐标系间的关系 |
5.3.4.1 历元平赤道地心系与瞬时平赤道地心系间的关系 |
5.3.4.2 瞬时平赤道地心系与瞬时真赤道地心系间的关系 |
5.3.4.3 瞬时真赤道地心系与准地固坐标系间的关系 |
5.3.4.4 准地固坐标系与地固坐标系间的关系 |
5.4 轨道积分程序结构 |
5.5 算例分析 |
5.6 本章小结 |
总结与展望 |
本文总结 |
工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(10)航天器轨道力学在空间目标监测中的应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
引言 |
0.1 背景 |
0.2 本文工作 |
参考文献 |
第一章 绪论 |
1.1 一些基本概念 |
1.2 时间系统 |
1.3 空间坐标系 |
1.4 计算单位的选择 |
1.5 测量数据的类型及其归算 |
1.6 航天器在轨运行对应的数学模型 |
1.7 轨道确定问题的提法 |
参考文献 |
第二章 航天器单站短弧资料的初轨确定 |
2.1 短弧初轨确定原理 |
2.2 定轨流程及精度检验 |
2.3 误差分析 |
参考文献 |
第三章 航天器星历及观测量的预报 |
3.1 星历预报 |
3.2 观测量预报 |
3.3 预报精度检验 |
参考文献 |
第四章 空间目标碰撞预警中的筛选方法 |
4.1 筛选方法 |
4.2 数值算例 |
4.3 结论 |
参考文献 |
第五章 结束语 |
附录A 常用公式 |
附录B 轨道根数与位置速度矢量的关系 |
附录C 高斯分布 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究工作 |
四、人卫长弧定轨中的摄动计算问题(论文参考文献)
- [1]融合多类卫星GNSS/SLR数据的精密轨道确定及大地测量参数解算[D]. 杨红雷. 山东大学, 2021
- [2]GRACE和GRACE-FO卫星星载GPS观测数据质量分析及精密轨道确定[D]. 夏要伟. 山东科技大学, 2020(06)
- [3]基于低轨卫星并址技术的SLR台站坐标解算方法[D]. 王友存. 山东科技大学, 2019(05)
- [4]空间碎片快速精密轨道确定与预报若干关键问题研究[D]. 李彬. 武汉大学, 2017(06)
- [5]基于DORIS系统的卫星精密定轨与ERP参数解算[D]. 高园园. 山东科技大学, 2017(03)
- [6]BDS精密定轨关键技术研究[D]. 张睿. 长安大学, 2016(02)
- [7]基于转发测距数据的GEO导航卫星定轨方法研究[D]. 曹芬. 中国科学院研究生院(国家授时中心), 2014(02)
- [8]星载GPS自适应实时相对定轨方法研究[D]. 任夏. 解放军信息工程大学, 2014(04)
- [9]基于地面跟踪站观测技术的GPS卫星定轨研究及程序设计[D]. 张睿. 长安大学, 2013(05)
- [10]航天器轨道力学在空间目标监测中的应用[D]. 杨志涛. 南京大学, 2012(10)