地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨

下一代导航系统拟纳入低轨卫星（LEO）作为增强和备份。研究了地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨（POD）理论与方法，基于实测国际地面站（IGS）和低轨卫星星载GNSS数据，通过建立高精度动力学模型和观测模型，根据全球测站和区域测站两种情况进行了导航星与低轨星的联合精密定轨试验。结果表明，联合定轨可同时获得导航星和低轨星厘米级的定轨精度。低轨星作为高动态天基测站，对导航星定轨精度的提升程度可达20%~90%。     

基于星载GNSS数据的低轨卫星精密定轨

本文介绍了基于星载GNSS观测数据的低轨卫星精密定轨和轨道精度评估方法,并基于GRACE卫星的实测数据开展定轨试验。分析结果表明,基于星载GNSS的动力学定轨可获取厘米级的卫星轨道,为未来低轨星座的精密轨道确定提供参考。     

基于卫星激光测距的Jason-2卫星定轨光压参数对轨道精度的影响北大核心CSCD

光压摄动模型是卫星动力学模型的主要误差源之一,定轨时是否考虑光压参数将影响轨道估计精度。在光压摄动的理论基础上,采用统计定轨方法,利用全球8个卫星激光测距(SLR)站观测值,对Jason-2卫星进行动力学定轨。采用内符合精度、外符合精度和重叠弧段比较三种评估手段,定量分析光压参数估计与否对轨道精度的影响。结果表明:三天估计一组光压参数计算的卫星轨道比不估计光压参数计算的卫星轨道的精度更高,且估计的轨道参数变化更平稳。     

星载GPS定轨中精密GPS卫星钟差的改正和应用

低轨道卫星星载GPS精密定轨的最主要的误差源是在SA影响下GPS卫星钟的高频抖动。为了克服这一误差,本文分析了在SA影响下GPS卫星钟差变化的特性,探讨了利用GPS地面跟踪站的观测数据估算GPS卫星钟的可行性,建立了相应的算法和软件系统,并把由地面跟踪站的实测数据估算的GPS卫星钟差应用于星载GPS定轨计算,得到1m的定轨精度。     

系统差及南纬站对GEO多站测距定轨精度的影响分析

在基于多站测距的GEO卫星定轨中,为了提高卫星的定轨精度,通过仿真分析了测距系统差对定轨精度的影响。阐述了GEO卫星多站测距定轨的原理,分析了系统差的误差源及其修正精度,分析表明系统差综合修正误差在2 m左右;定轨仿真分析了系统差及南纬站对GEO卫星定轨精度的影响。实验结果表明,系统差主要影响GEO卫星切向和外法向定轨精度,南纬站的加入对改善外法向定轨精度作用显著。     

基于径向运动信息的单星对星快速无源定轨跟踪方法研究

在单星对星无源定轨跟踪中,传统的测角类定位方法存在精度低、收敛时间过长等问题.根据目标卫星与观测卫星之间存在剧烈相对运动的特点,将径向速度和离心加速度等径向运动信息引入单星对星无源定轨系统.推导利用径向运动信息的定轨原理,导出适当的状态预测方程及其对应的状态转移矩阵,提出一种基于径向运动信息的单星对星无源定轨跟踪方法.仿真实例表明,与测角类定轨方法相比,该方法较具有更高的估计精度,且收敛速度有很大的改善,可以实现快速定轨,另外计算耗时相当.     

星载GPS辅助低轨卫星运动学定轨方法综述

本文简要介绍了星载GPS低轨卫星定轨的背景、系统组成和主要定轨方法。重点论述了星载GPS低轨卫星运动学定轨的基本原理及方法,指出了各种运动学定轨方法的优点和不足。分析了各种运动学定轨解算的特点,并对星载GPS低轨卫星运动学定轨的发展方向进行了展望。     

影响卫星导航定位系统精度的关键技术

对影响导航定位系统定位精度的各种因素进行了分析。研究了影响导航定位精度的关键技术问题,如时间基准、时间同步和卫星定轨等。叙述了GPS系统的时间基准精度的国内外技术水平,以及时间同步的各种常用方法,如单向时间传递、共视时间传递和双向时间传递等。描述了影响卫星定轨的各种因素,特别是地球重力、月球引力、宇宙引力、大气阻力和阳光光压等对卫星轨道的作用。指明了卫星导航系统的主要误差源或影响定位精度的主要因素。     

面向高轨航天器的北斗导航特性分析

利用卫星导航信号实现高轨航天器的自主定轨与导航已成为当前国内外的研究热点,高轨星载导航接收机面临可见卫星数少、接收导航信号微弱、动态性较大等问题。针对以上问题,分析了高轨环境下星载导航接收机获取到的信号功率、可见星数、DOP值及多普勒频移状态。首先建立了北斗星座模型与高轨航天器动力学模型,构建星间测距链路,对高轨卫星的可见性进行了仿真分析,结果表明当星载接收机功率为-177 dBw时,可见星数能达到4颗以上,能满足定轨需求;然后对高轨卫星的定轨精度进行了仿真,DOP值的均值为15.657 8;最后对导航卫星和高轨卫星之间的多普勒频移进行了分析,仿真的多普勒范围为±14kHz。相关研究结果可支撑高轨航天器星载接收机的开发。     

GNSS卫星定轨的激光测距校验──GNSS测量成果应用问题之三

文章论述了卫星激光测距校验GNSS卫星定轨的实施方法.     

我国GEO卫星高精度测定轨技术进展

同步轨道卫星在通信、气象、导航定位、对地观测、数据中继等领域应用广泛,对其轨道精度的要求也越来越高。结合国内外卫星系统的高精度测量体制,介绍了我国GEO卫星高精度测定轨技术的2个发展趋势:厘米级高精度多站测距技术和主动CEI测量定轨技术,给出了相应的误差分析、关键技术及解决途径,并介绍了最新试验进展。试验结果表明,给出的2种技术体制均能够实现近10 m量级的GEO卫星实时定轨精度,满足我国GEO卫星的高精度测定轨需求。     

基于双星定位系统的近地卫星联合定轨建模及精度分析

通过对基于双星定位系统的近地卫星联合定轨测量模式的分析,建立了基于距离和观测数据的联合定轨模型,构建了一种有效的系统误差参数估计方法,设计了一种基于数值融合法的联合定轨算法.仿真计算结果表明,联合定轨方式可以较好地抑制静地卫星星历误差对近地卫星定轨精度的影响,两天观测数据下近地卫星定轨精度可以达到11.26米,验证了本文所提出的系统误差估计方法及数值融合实现算法的有效性.     

卫星入轨段多源测轨数据融合定轨的加权方法

针对卫星发射入轨段遥外测多种不等精度、不同类型的测轨数据放在一起定轨时的合理加权问题,采用基于微分轨道改进基本原理,推导得到适用于不同类测轨数据联合定轨的动力学条件方程,提出了依据不同测量数据均方差确定该测量元素对应的动力学条件方程权重的方法。仿真验算和实战数据检验表明,该方法充分发挥了分布于各种测轨数据中的高精度测元的作用,融合后的定轨精度得到显著提高。     

放眼苍穹测大地 巧绘北斗定位图

二十世纪八十年代中期,许其凤在国际上首先提出局部地区可以实现GPS卫星精密定轨,为我国开展高轨卫星精密定轨奠定了理论基础。有了一批如许其凤这样集教学与科研为一体的睿智学者,中国卫星导航科研的步伐走得更快了。     

一种应用于卫星导航定位系统的SLR系统架构与实现

卫星激光测距(SLR)是一种高精度测量观测点与卫星之间距离的重要方法,它可以为卫星精密定轨和星地时间同步提供高精度观测数据。本文首先介绍了卫星激光测距基本原理,然后从系统架构角度深入分析了用于卫星导航定位系统的激光测距系统的组成和功能,详细阐述了激光测距中光学系统、控制系统等子系统原理及工作过程。最后,按照本文架构实现的激光测距系统给出了实际的测试结果和精度。实验表明,本文提出的激光测距系统具有较高的测量精度,能够满足我国导航定位系统的测距需求。     

GEO卫星测距系统设计

随着卫星测定轨精度的提高,现有测距系统难以满足要求.文中着重介绍了GEO卫星采用三点测距为实现高测距精度的方案,给出了三点测距系统的结构和功能,并分析测距系统模型,以及提高测定轨精度的因素,最后对测距性能进行了分析.     

低轨卫星定位的导航卫星可见性与GDOP分析

针对全球卫星导航系统对低轨卫星定位的动态观测几何问题,对于不同低轨卫星轨道高度、不同截止高度角和不同卫星导航系统的情形,进行了导航卫星可见性分析,并在此基础上分析了几何精度因子（GDOP）。低轨卫星高度在几百km内变化时对可见性与几何精度因子的影响很小,而不同截止高度角则影响较大;另外与采用单个GPS系统相比,采用GPS—Galileo组合卫星导航系统对低轨卫星定位时,可见导航卫星数目明显增加,GDOP数值减小,且即使在截止高度角较大时也能得到较好的GDOP。     

卫星激光测距用于GNSS星历精化的现况与发展──GNSS导航信号的收发问题之九

卫星激光测距是校验导航卫星微波定轨的最佳外部基准,而被现行的GLONASS、北斗、Galileo、QZSS和IRNSS导航卫星所应用。本文综述了卫星激光测距用于GNSS星历精化的现况与发展,进而详细论述了激光定轨解算方法,及其对GNSS星历的精化。     

基于北斗导航信号的高轨卫星定位性能分析

随着我国自行研制和发展的北斗卫星导航系统的日益成熟,利用北斗导航系统对高轨卫星定位正逐渐成为研究的热点。对基于北斗导航信号的高轨卫星定轨性能展开研究,首先对高轨卫星建立动力学模型,然后对北斗信号传播链路建模,对导航卫星的接收功率、可见性、定位精度因子(DOP值)、多普勒性能建立相应的模型并开展仿真研究。仿真结果表明:高轨卫星GEO、HEO星载接收机接收功率分别为-174d BW和-180d BW时,可见星数至少4颗,满足导航定位需求;GEO的平均几何精度因子(GDOP)的均值为31.9535,HEO的平均几何精度因子(GDOP)为25.2012;GEO的多普勒频移范围约为8k HZ,HEO的多普勒频移范围约为31k HZ。该研究为后续弱信号捕获跟踪提供了理论依据和数据支撑。     

基于星间无线电"自收自发"测距的高精度卫星定轨方法

针对无线电信号在传播过程中存在的时间和空间上的误差相关性，结合卫星星座内的整网观测，提出了一种所谓信号“自收自发”的卫星跟踪与测量技术。通过星上天线接受和发送网内所有卫星(包括自身)的数据通信，获得相互间的距离信息，同时采用一种互差分的数据处理方法，进行卫星位置的解算。通过具体仿真计算，并与卫星的GPS自主定轨方法相比较，结果表明，此方法确实有效，能很大程度提高卫星的定轨精度。此外，文中还分析了该方法实现的主要技术难点，并给出了相应对策。