基于CEI测量的GEO目标快速轨道恢复

连线干涉测量(Connected Element Interferometry, CEI)是一种全天时全天候的被动测角技术, 已用于空间目标的跟踪监视. 地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星需要频繁机动以保持轨位或完成其他任务, 其机动后的快速轨道恢复能力对于监视预警极为重要. 针对基于CEI的GEO短弧定轨和预报, 分析了定轨算法的形亏和数亏, 在附加先验轨道约束的短弧定轨基础上, 提出了轨道半长轴初值的自适应优化方法. 利用亚太七号卫星的CEI仿真和实测数据进行了短弧定轨和预报, 实验结果表明, 采用优化后的半长轴初值, 30min短弧定轨和10min预报的卫星位置分量精度均优于4km, 能够满足非合作GEO目标机动后快速轨道恢复的需求.     

顾及粗差影响的全球电离层克里金插值及精度分析

针对克里格电离层插值方法受粗差数据影响和全球适用性问题，基于克里金插值的变异函数，构造电离层插值的粗差剔除统计量，实现插值过程自动化粗差剔除。采用全球电离层总电子含量格网产品进行试验验证，得出以下结论：①粗差剔除统计量能有效剔除粗差，保证插值精度与样本精度相当；②基于2014年太阳活动高年样本，克里金插值的精度RMS为1.0~5.0 TECU（total electron content unit）。     

中国暖温带海岸风尘沉积序列的研究现状与展望

中国暖温带海岸的风尘沉积序列是断续分布于渤海-北黄海沿岸的以黄褐色为主的粉砂质或砂质沉积物。通过查阅1960年以来的文献资料，综述了此类沉积的分布规律、地层形态、沉积特征、地质年代、形成机制和古环境演变等方面的成果，认为其主体为陆架沙漠化环境下的衍生沉积，是冬季风搬运近源物质的结果，时代上属中-晚更新世。因此，暖温带海岸风尘沉积序列是渤海-北黄海陆架沙漠化的有力佐证，且较好地记录了中国中更新世以来中纬度沿海地区的气候环境变化：时间上，气候逐渐干冷；空间上，自北向南风化作用增强。基于研究现状，展望了今后的工作重点和方向。     

LEO卫星轨道根数型星历参数与接口设计

低轨卫星是导航增强系统发展的新兴力量,具有独特优势。广播星历参数是其实现星基增强的重要指标。中轨GPS星历采用16/18参数模型,若直接用于LEO的星历参数拟合,卫星沿迹方向的位置分量拟合误差大,且对小偏心率近圆轨道有潜在的拟合法矩阵病态问题。基于第一类无奇点根数,通过增加或修改轨道沿迹向和径向摄动参数,设计了适用于近圆低轨卫星的16～19参数的5种星历模型。基于300～1500 km高度LEO的拟合试验表明:提出的16/17/18/18~*/19参数星历,URE最大值分别优于10/6/4/5/2.5 cm。最后,根据拟合参数的变化范围,对5个星历模型进行了接口设计。在数据截断对URE的影响为毫米量级要求下,总比特位分别为329/343/376/379/396,其中16/17参数星历模型比GPS16参数模型减少了29/15个,18/18~*/19参数星历模型比GPS18参数星历模型减少了64/61/41个。     

时空参考系中的坐标和时间单位

针对目前时空参考系中关于坐标和时间单位的一些模糊认识,回顾了国际单位制SI与计量基准的定义及其发展,分析了国际计量局(BIPM)对测量单位SI米和SI秒的新定义,得出了在原时的单位采用SI秒时,各种时空参考系中的坐标量(坐标时和空间坐标)的单位均可认为是SI秒的结论。同时通过分析,明确了目前太阳系历表中使用的天文单位系统在时空参考系中的使用方法。     

平面坐标转换参数的解耦算法

基于公共点点位反解平面坐标转换四参数的整体平差由于量纲问题可能出现病态法矩阵,分析病态性的产生机理,提出利用原始点位的重心化改造对解算参数去耦合。在计算重心以及独立解算尺度因子和旋转参数的过程中,提出同时顾及两套点位精度的加权方法。给出基于矩阵计算的解算流程,通用性好,便于程序实现。     

完整后牛顿近似下原时与坐标时的转换

IAU2000通过了新的时空参考系和时间尺度决议,建议时空坐标理论必须在完整的后牛顿近似下来考虑.基于IAU2000决议,文中研究了在完整后牛顿近似下相对论参考系的基本概念、太阳系质心天球参考系(BCRS)和地球质心天球参考系(GCRS)的定义及其转换公式;推导了原时与坐标时之间的理论关系和严格转换公式.得到的理论公式可为进一步确定或定义相对论框架下的其它时间尺度(例如地球时和太阳系动力学时)提供了严格的理论基础和依据.     

北斗系统精密卫星钟差精度评价

针对目前北斗卫星导航系统尚未形成统一的事后轨道和钟差产品的现状,该文提出了一种较为全面的北斗卫星导航系统精密卫星钟差精度评价方法,从钟差拟合残差标准差和天跳变等方面对北斗系统事后精密卫星钟差的精度进行了评价。使用相同方法对2013年全年、2014年上半年的北斗系统精密卫星钟差产品进行了评价,以此来分析定轨策略调整对卫星钟差的影响。结果表明,武汉大学分析中心解算的北斗系统精密卫星钟差产品的精度为分米级,大部分卫星的钟差精度优于0.2m,且定轨策略调整后倾斜地球同步轨道/中地球轨道卫星钟差产品的精度有小幅度提升;定轨策略调整前卫星钟差天跳变在0.2~0.5m间,但是调整后钟差天跳变显著增大,变化范围为2~3m,建议在实际应用中对其加以慎重处理。     

太阳系真实力模型下Halo轨道的寻找

在总结现阶段共线平动点附近周期和拟周期轨道寻找方法的基础上,在JPL星历提供的真实力模型下利用目标轨道法(Target Shooting Method)实现了Halo轨道的寻找。即利用Lagrange乘数法作为迭代工具,利用圆型限制性三体问题下的分析解结果作为迭代初始值,迭代出真实力模型下的拟Halo轨道。重点构建了真实力模型下的虚拟平动点准惯性坐标系,极大地简化了轨道坐标从CRTBP模型向真实力模型的转换,加快了迭代收敛速度。     

萤火一号火星探测器的轨道设计和STK仿真

研究了行星际轨道的基本设计参数和设计方法.首先介绍了Lambert问题及其对基本设计参数的求解,然后利用Lambert问题解生成的PCP图搜索了全局最优的20092010年发射窗口,并利用卫星软件工具包(STK)模拟了萤火一号(YH-1)在复杂力模型下主要飞行轨道的全过程.计算和仿真结果表明,Lambert问题解与STK相结合,可以有效地建立行星际飞行的复杂设计轨道.