月基差分VLBI定位及参数精度探讨

本文首次采用差分VLBI技术对月球探测器进行观测,分析了差分VLBI观测模型中的EOP参数精度对探测器坐标先验误差的灵敏度,模拟了差分VLBI观测量;平差计算了坐标参数和EOP参数的验后精度,并给出了计算结果。较理想的定位结果为我国的探月工程奠定了一定的理论基础。     

ΔVLBI用于“嫦娥一号”地月转移轨道段定轨及EOP解算

推导了基于相对论时空理论的"嫦娥一号"地月转移轨道段差分VLBI(ΔVLBI)的数学模型,在此基础上利用"嫦娥一号"实测的VLBI时延观测量和模拟的河外射电源时延观测量组成了ΔVLBI时延观测量,在参数最优先验精度下解算了不同弧段长度的"嫦娥一号"轨道及地球定向参数(EOP)等未知参数,并根据各参数的解算精度及外符合程度确定了最优观测弧段长度,并分析了该条件下的参数解算精度。     

利用2006—2015年VLBI数据进行地球定向参数解算与分析

目前正处在下一代甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry,VLBI）系统的建设时期。利用维也纳VLBI与卫星软件（Vienna VLBI and satellite software,VieVS）解算了2006—2015年的VLBI数据,得到了10 a的地球定向参数（Earth orientation parameters,EOP）时间序列,并与国际地球自转服务机构的结果进行了对比。利用解算结果得到了10 a的日长变化时间序列,通过傅里叶分析得出了日长变化的短周期、半月周期、月周期、半年周期和周年周期,同时还分析得到了极移序列中的周年项和张德勒周期项以及章动改正序列中的自由核章动项。此次解算工作可为武汉大学卫星台站日后的VLBI数据解析积累一定的经验。     

利用2008年VLBI观测数据进行EOP参数的解算与分析

利用2008年的VLBI观测数据解算出了EOP参数,并在其精度的内外符合方面进行了分析。此外,还集中解算了CONT08的VLBI数据,并将解算出的EOP参数精度分别与IVS和IERS网站公布的精度进行了对比分析。     

利用中国VGOS站开展国际联测的EOP精度仿真分析

甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry, VLBI)是测量地球定向参数（earth orientation parameters,EOP）的主要空间测地技术之一,中国正在建设名为VLBI全球观测系统（VLBI global observing system, VGOS）的新一代测地VLBI站,通过国际联测优化站网构型是实现高精度EOP测量的必由之路。以3个中国VGOS站为核心站,通过引入2个国外站构建5站联合观测网,分析评估了不同站网构型的EOP测量能力。针对每个站网构型,通过调整4个约束条件的权重因子批量生成相应的观测纲要,采用蒙特卡洛仿真方法选择最优的观测纲要,评价指标为EOP解算值的可重复性。仿真结果表明,由中国站、南非哈特比站以及澳大利亚霍巴特站组成的网型EOP测量能力最强,相对于中国3站组成的网型,dUT1测量精度提高5.7倍,极移的X、Y分量的测量精度分别提高2.8倍和18.3倍。仿真结果可为后续开展高精度EOP组网观测提供参考依据。     

ERP精度对“嫦娥一号”差分VLBI定位精度的影响

推导了差分VLBI（ΔDOR）用于月球探测器定位的数学模型,利用嫦娥一号实测数据对探测器的位置和地球自转参数（ERP）同时进行了解算,并分析了ERP先验精度对定位精度的影响。     

EOP预报误差对导航卫星轨道预报的影响分析

导航卫星轨道预报是利用精密定轨结果在惯性系下进行轨道外推,再将外推得到的惯性系轨道转换为地固系轨道,然后生成卫星星历数据。由于坐标系转换时使用的是带有误差的地球定向参数（EOP：Earth Orientation Parameters）预报值,转换结果会产生误差,进而影响轨道预报结果的精度。分析了EOP快速预报产品公报A的预报精度,研究了参数预报误差对轨道预报精度的影响。结果表明,对于利用GPS精密星历外推模拟得到的卫星轨道而言,EOP预报1天引起的轨道预报误差大致分布在0．232±0．183m,参数预报7天引起的轨道预报误差大致分布在0．438±0．356m。     

空间VLBI观测量估计大地测量

介绍了研究空间VLBI在大地测量等领域应用的意义,探讨了空间VLBI的观测量类型、观测模型及其涉及的大地测量所关心的参数;并采用1980～2004年的VLBI观测数据进行了计算,对大地测量所关心的几种参数的计算结果进行了分析.     

地球定向参数测量发展现状和展望

随着我国空间探测工程的快速发展,对地球定向参数(EOP)的精度需求越来越高. 通过对地球定向参数的测量原理进行介绍,以现有的经典光学观测手段、甚长基线干涉测量(VLBI)、全球卫星导航系统(GNSS)、多里斯系统(DORIS)、激光测月(LLR)和卫星激光测距(SLR)等为代表的现代空间大地测量手段对地球定向参数测量原理及特点进行全面的阐述,对地球定向参数的自主测量与服务进行展望,为我国建设自主的地球定向参数测量系统提供理论基础和参考.      

空间VLBI观测量估计大地测量参数的模拟计算

介绍了研究空间VLBI在大地测量等领域应用的意义，探讨了空间VLBI的观测量类型、观测模型及其涉及的大地测量所关心的参数；并采用1980～2004年的VLBI观测数据进行了计算，对大地测量所关心的几种参数的计算结果进行了分析。     

甚长基线干涉测量天线参考点和轴线偏差监测方法探讨

高精度监测VLBI天线参考点和轴线偏差等参数,对提高VLBI台站坐标测定精度及天测、测地VLBI资料解析精度等具有重要意义.常规监测方式占用望远镜工作时间,监测效率低,所得参数精度较差.文章提出通过参数化VLBI天线的旋转运动建立天线固连合作目标在局域网中坐标数学模型的方法,有望实现全天候、全自动监测;考察了代表性数学模型,在观测方程构建、解算参数设置和约束条件选取等方面提出了新的见解.最后通过仿真分析,验证了对方程与参数所做调整的有效性,初步结论可供参考.     

利用重力和VLBI技术检测地球液态核的动力学效应

利用最新的武汉地区高精度重力和全球高精度甚长基线干涉（very long baseline interferometry,VLBI）测量技术观测确定了地球液态地核的自由核章动本征参数（包括本征周期和品质因子等）,同时获得了液核顶部的粘滞系数和液核的真实动力学椭率,使用Monte Carlo方法研究了本征周期的不确定度。结果表明,分别利用重力和VLBI确定的地球自由核章动本征周期值为430 sd（sd指恒星日）左右,两者间的差异为1.47 sd,粘滞系数为1 028 Pa·s。讨论了导致两者差异的主要原因,并将结果与国内外同类研究结果作了对比。     

地球自由核章动及核幔耦合的研究

由于地球自转导致的自由核章动(FCN)及内核自由章动(FICN)等地球简正模是地球内部动力学过程的重要表征,也是认识核幔边界和内外核边界的重要手段,其包含的物理信息可为目前地球深部的研究手段比较匮乏的情况下获得地球深内部结构及物理性质和研究核幔及内外核耦合提供非常重要的约束。本文围绕地球自由核章动利用全球地球动力学计划观测网提供的全球超导重力观测资料和国际VLBI服务组织提供的章动观测资料,采用不同方法研究了自由核章动的本征周期和品质因子等     

VLBI观测对于CE-3着陆器定位和月球天平动参数的改进

月球天平动参数是采用地面对“嫦娥三号”（CE-3）着陆器VLBI观测量确定其位置的必要参数。目前,获取天平动参数主要通过星表外推方式,导致天平动参数的外推精度和可靠性降低,从而降低了CE-3着陆器的定位精度。本文基于VLBI对CE-3的观测量,顾及月球坐标系的建立和连接问题,推导了同时解算月球天平动欧拉角参数和CE-3号位置参数的数学模型。利用我国VLBI观测网（CVN）实测数据对CE-3着陆器的定位参数和对月球天平动进行了解算。试验结果的分析表明,本文所推导的数学模型能够达到较好效果,提高了着陆器定位精度和改进了月球天平动参数。     

VLBI、卫星网和地面网联合平差的数学模型

本文同时顾及地面网尺度系统误差和卫星网尺度系统误差对各自网点坐标的影响,对联合平差中常用的两种7参数转换模型:Bursa模型和Molodensky模型进行了分析比较,在此基础上,提出了一种新的7参数转换模型;建立了甚长基线(VLBI)、卫星网和地面网联合平差的数学模型,并用模拟数据进行了数值分析,得到了一些有益结论。     

VLBI,SVLBI技术用于月球探测器定位的理论模型

"嫦娥一号"为我国的深空探测拉开了序幕,高端的VLBI以及SVLBI技术在我国探测器定位领域中的地位是其他技术无可取代的.以VLBI技术为基础,分别列出利用地而VLBI和空间VLBI观测量两种观测确定月球探测器位置的理论模型,并整理得到间接平差的误差方程.     

ITRF2005:基于测站位置和地球自转参数的最新地球参考框架

与之前的国际地球参考框架(ITRF)将全球长期解作为输入数据进行组合不同,ITRF2005将测站坐标(卫星技术每星期的数据和VLBI每24小时的数据)和每天的地球自转参数(EOPs)作为输入数据。使用测站位置时间序列的优势在于可以监控测站的非线性运动和非连续性,并检验框架物理参数即原点和尺度的时变特性。ITRF2005原点定义为:相对于由SLR技术13年的观测数据所得的地球质心的平移和平移速度为零;尺度定义为:相对于由VLBI技术26年的观测数据所得的尺度及其变化率为零;ITRF2005的定向(2000.0历元)及其速率与ITRF2000中70个高质量的测站一致。ITRF2005原点(2000.0历元)及其速率相对于ITRF2000沿X,Y,Z轴在0.1,0.8,5.8mm和0.2,0.1,1.8mm/y的水平上一致,其分量的误差分别为0.3mm和0.3mm/y。两个参考框架原点间一致性差可能是因为SLR网的几何图形差。ITRF2005组合中包含了84个并置站,尺度的不一致性在2000.0历元为1ppb(赤道处为6.3mm),SLR和VLBI由各自时间序列堆栈得到的长期解之间尺度不一致性为0.08ppb/yr。这些不一致性可能是因为SLR和VLBI网形差、并置站质量不好、局部联系的不确定性、系统误差影响以及数据分析中模型改正的不一致性。ITRF历史上,ITRF2005第一次采用了紧组合的方式给出了与之相一致的EOP序列,包括由VLBI和卫星技术得到的极移和仅从VLBI得到的UT和日长数据。     

空间技术的紧组合

IERS的各种产品:参考框架的定义和实现(ICRF和ITRF)、EOP、全球地球物理流数据和IERS协议,是各种组合技术的基础,对今后的科学研究而言是非常重要的。IERS正在努力实现其核心产品ITRF,EOP和ICRF的紧组合。本文给出了紧组合的数据处理流程,可以得到更加一致和精确的EOP产品。但实际上,紧组合不仅包括ITRF,EOP和ICRF的组合,它应是对空间大地测量的三个领域进行的统一组合。IERS在其中两个方面,即"几何"和"地球自转"的相互作用中起到了十分重要的作用,同时IERS也研究了第三个方面"地球重力场"和地球物理数据。研究表明,在不久的将来,应当实现对所有公共参数和空间大地测量的三个方面的紧组合。由IAG发起的IGGOS项目将为这一艰巨的任务做出巨大的贡献。     

3D扫描点云拼接数学模型中参数选择对坐标转换精度的影响

对三维激光扫描点云拼接的数学模型进行了优化整合,并进行了分类和比较。平差参数选择的不同,数学模型在形式上的不同,坐标转换参数解的不同,扫描坐标转换后坐标的不同以及精度的差异,可以使用扫描转换的平面点位中误差、高程中误差和空间点位中误差(三项误差)来评定坐标转换精度。     

VLBI技术测月的数学模型探讨

近年各国已纷纷制定测月计划,采用何种技术对月球进行定位,变得尤为重要。本文通过对VLBI技术特点进行分析,VLBI是目前大地测量中精度最高的技术手段,但只适用于深空探测,因为深空射电信号到达地面时,可看作平行信号。本文针对VLBI技术特点及数学模型,对存在不可忽略视差的VLBI测月模型,通过级数展开,解决月面射电信号到达地球时的视差问题,并顾及地球自转得出最终数学模型,通过站间一次差分消除钟差等影响,得出VLBI对近轨天体(月球)表面射电源定位的数学模型。