卫星网联合定轨的多结构非线性参数建模及精度仿真

基于双星定位系统的多近地卫星的联合定轨,实际上属于多结构多参数非线性回归模型及其参数估计方法研究的范畴.据此建立了基于双星定位系统的近地卫星网联合定轨的多结构非线性回归模型,通过引入加权因子讨论定轨模型的加权与参数估计问题,设计了卫星网联合定轨的多结构非线性回归模型的最优加权算法,并进行了两类仿真实验.仿真计算结果表明...     

基于双星定位系统的两类联合

对于基于双星定位系统的近地卫星精密定轨而言,定位星的轨道误差成为制约近地卫星定轨精度的瓶颈,一般采取定位星与用户星联合定轨策略来改善用户星的定轨精度.为此讨论了仅仅利用星间相对测量信息的自主定轨的亏秩问题,然后从测量几何关系的距离和测距数据2个不同角度建立了基于双星定位系统的近地卫星联合定轨模型,并对两类模型的等价性进行了分析和证明.     

基于双星定位系统的两类联合定轨模型及其等价性分析

对于基于双星定位系统的近地卫星精密定轨而言,定位星的轨道误差成为制约近地卫星定轨精度的瓶颈,一般采取定位星与用户星联合定轨策略来改善用户星的定轨精度。为此讨论了仅仅利用星间相对测量信息的自主定轨的亏秩问题,然后从测量几何关系的距离和测距数据2个不同角度建立了基于双星定位系统的近地卫星联合定轨模型,并对两类模型的等价性进行了分析和证明。     

样条模型在近地卫星精密定轨仿真中的应用

考虑到基于双星定位系统的近地卫星精密定轨待估参数的时间相关性,该文提出一种基于卫星离散状态信息和样条模型的近地卫星精密定轨节省参数建模新方法,构建了基于三次标准B样条模型的近地卫星轨道参数和系统误差估计模型,在传统精密定轨数值算法的基础上设计了针对样条待估参数的改进融合算法,并通过仿真产生距离和观测数据进行了近地卫星精密定轨仿真实验。理论分析和仿真计算结果表明,与传统精密定轨数值方法相比,该方法可以在有效避免法化矩阵的复共线性问题的前提下获得较好的定轨精度,而且该算法具有计算量小,计算速度块,稳健性好等特点。     

基于星间链路技术的GEO卫星定轨精度分析

地球静止轨道(GEO)卫星具有对地静止的特性,GEO 卫星应用日益增多,在高分辨率对地观测、气象、通信等领域都发挥着越来越重要的作用,对其轨道确定的需求也越来越高,研究GEO卫星的高精度定轨技术迫在眉睫。传统方法中利用地面站对GEO卫星实现实时自主定轨存在系统误差大、观测几何差等问题,导致星地测量的误差在定轨过程中被放大的倍数急剧增加,影响了GEO卫星定轨精度的提高。利用GPS卫星实现对GEO卫星的定轨时存在可见GPS卫星数量少,接收到的信号微弱,测量精度不够的问题。星间链路具有对GEO卫星观测几何好、测量精度高的优点,为GEO卫星定轨开辟了新思路。针对在星间链路资源有限情况下如何选择MEO卫星组合与GEO卫星进行建链的问题,以星间链路构型的PDOP值为优化指标,对MEO卫星对PDOP值的影响进行了分析,提出了遍历选星、直接选星、迭代选星三种链路资源配置策略,确定与GEO卫星进行建链观测的MEO卫星组合,并用仿真方法对三种算法进行验证,结果表明,提出的迭代选星的链路资源配置策略,能将GEO卫星的定轨精度维持在7~40m以内,同时将星间链路的使用效率提高5~120倍。     

组合大视场星敏感器卫星自主定轨中太阳摄动

目前,国际上卫星自主轨道确定已受到了极大的关注,卫星定轨向高精度、高自主性方向发展.自主定轨方法多种多样,获取定轨信息的方法与自主定轨测量设备紧密联系在一起.就组合大视场星敏感器卫星自主定轨方法,建立了太阳引力摄动下的广义卡尔曼滤波模型,且进行了计算机仿真;通过对不同初始轨道高度情况的计算机仿真,给出了太阳引力对卫星轨道的影响;通过对东方红三号(DFH-3)卫星进行仿真和结果对比,说明了该自主定轨方法、所建滤波模型和算法的有效性.     

相控阵测量雷达跟踪起伏动目标精度分析

目标不同的航路及其运动特点对雷达测量数据质量影响很大.为了估算整个航路目标动态定位精度,依雷达测量目标工作原理,给出航路分段处理原则.对雷达测量数据与GPS测量真值比对的一次差,提出了基于三次B样条的雷达系统误差分离方法.通过处理某飞行任务的大量测量数据,估算出了不同航路的雷达动态测距、测角系统误差和随机误差.结果表明,雷达测距系统误差与斜距成正比;测角系统误差为设计指标的2倍多;其随机误差与设计指标相符.     

基于样条模型的联合定轨精度分析及仿真

考虑到基于双星定位系统的近地卫星联合定轨待估参数的时间相关性,提出了1种基于样条参数模型与动力学模型相互融合的联合定轨节省参数建模新方法,并基于传统联合定轨算法进行了具体的改进算法设计。理论分析和仿真计算表明,与传统联合定轨方法相比,该方法减少了待估参数个数,提高了轨道表示精度,并且使估计结构更加稳定,估计精度也得到了一定程度的提高。     

捷联惯导/北斗高精度组合导航方法研究

提出采用紧组合方式进行捷联惯导/北斗组合导航设计,首先对捷联惯导与北斗系统进行误差分析与建模,将捷联惯导系统误差、北斗等效时钟误差相应的距离(伪距误差)以及等效时钟频率误差相应的距离率(伪距率误差)作为组合导航系统状态;利用捷联惯导位置输出与北斗接收机星历输出构造获得等效伪距,将其与北斗接收机测量的伪距对应相减作为量测,推导建立对应的量测方程,采用卡尔曼滤波设计捷联惯导/北斗组合导航滤波算法;仿真结果表明,该组合导航方法的速度精度达到±0.05 m/s,位置精度达到±3.2 m,水平姿态精度达到±0.4′,航向精度达到±1.6′。     

星载GPS非差运动学定轨中的观测数据加权策略研究

星载GPS非差运动学定轨结果容易受到观测数据质量的影响,相位观测噪声远远小于伪码,如果将两种观测数据等权处理,会降低相位信息在参数解算中的作用;相位观测存在模糊,单独使用会导致参数估计结构不稳定;伪码观测噪声与接收天线高度角存在很强的相关性。本文根据星载GPS伪码和相位联合非差运动学定轨原理,结合GPS观测数据质量分析结果,提出了一种合理的加权策略,提高了星载GPS非差运动学定轨的精度和稳定性。对一个星期的CHAMP的观测数据进行处理,将非差运动学定轨结果与GFZ事后科学轨道进行对比,结果表明二者在R、T、N分量上差值的均方根为20cm、12cm、13cm,三维点位误差的均方根为27cm。通过分析多种不同加权策略的定轨精度差异,验证了本文提出的加权策略的有效性。