人卫激光测距仪接收与伺服系统改造及近地靶校准

本文介绍了房山人卫站近期在人卫激光测距系统完善和改造工作中的一些进展 ,特别是对接收系统进行了重新设计 ,对主镜、副镜、 4 5°反射镜镀多层介质膜以及安装调度。伺服系统和近地靶校准的改造工作。从2 0 0 4年 1月份的观测情况统计可以看出 ,改造后的系统在观测数量和测距能力方面均有明显的提高     

基于地靶的卫星激光观测数据分析

地靶测量是卫星激光测距中的重要组成部分。本文首先简要介绍了卫星激光测距及其地靶测量的基本原理,其次对北京房山人卫激光站2006-2007年地靶观测数据进行处理和分析。研究结果表明,近两年来房山人卫激光站通过硬件和软件的改善,其观测系统的性能有所提高。     

卫星激光测距技术对天宫二号观测方法的研究

卫星激光测距技术是对空间目标进行高精度的距离测量,以获得星地间的距离。用此观测数据可以精确测定空间目标的运行轨道、解算全球地面测距站的地心坐标以及地球参数。北京房山人卫激光观测站在实现千赫兹测距系统改造升级的基础上,实现了对所有的高中低轨卫星观测并取得可观的高质量激光测距数据。由于天宫2号运行轨道低,目标运行速度快,导致天宫二号出现预报偏差比较大、伺服控制系统驱动能力偏低以及空间目标观测数据缺失等问题。通过北京房山人卫激光站对天宫2号准确的预报,成功获取天宫2号激光观测有效数据用以轨道检核,同时也为以后保质保量完成空间目标观测任务提供了坚实基础,也为即将开始的空间非合作目标的观测任务开启了一个良好开端。     

房山人卫站卫星激光测距系统简介

<正> 1.引言 1988年年底,由机电部1411研究所为国家测绘局研究所研制的第三代卫星激光测距系统开始在房山人卫站安装调试,1991年首次得到回波,1992年12月正式投入观测,并已取得数十圈有用观测数据,精度达到了5～7cm的设计要求。60年代美国率先进行了卫星激光测距实验。经过近30年的发展,测距精度已由第一代的米级提高到第四代的亚厘米级,测距能力也提高到几万公里至几十万公里(用于激光测月观测)。目前全球共有20多个国家近40个台站(含流动站)在进行日常观     

多遥感卫星接收系统和其数据接收

该文叙述了单遥感卫星接收系统升级改造为多卫星接收系统所进行的研制工作。包括天线跟踪系统与高频信道的改造，卫星捕获软件的开发，中频接收解调设备的研制以及系统的总装调试等。     

北京人卫激光观测站kHz激光测距系统升级实现

本文介绍了北京人卫激光观测站的kHz激光测距系统的改造与实现情况,并对kHz卫星激光测距系统的实测结果进行了简析,比较了不同激光发生器的测距激光。研究结果表明,该站的kHz卫星激光测距系统已经初步实现,且观测数据量和观测精度较以往低重复频率激光发生器都有所改善。     

应用LAGEOS卫星的全球激光测距资料精确测定上海天文台卫星跟踪站的地心坐标

上海天文台佘山人卫站在1984年9—10月期间，用新研制成的第二代人卫激光测距系统获得LAGEOS卫星共有35次通过，267个测距标准点。将这些观测数据与同时期全球近20个人卫站获得的大量LAGEOS卫星测距数据混合在一起，利用30天长弧动力法精确测定了佘山人卫站的地心坐标。所求得的地心坐标平均值为：x=-2831087.30米，y=4676203.65米，z=3275172.63米；人卫站的地心距离之平均值为r=6372494.93米。与美国得克萨斯大学空间研究中心的结果相比，可知所得地心坐标与地心距的精度在15厘米左右。     

北京人卫激光观测站白天激光测距实现

对于卫星激光测距来说, 白天测距是当今卫星激光测距领域的主要研究和发展方向。北京卫星观测站是在千赫兹激光测距的基础上实现的白天激光测距。本文介绍了北京卫星观测站白天激光测距系统实现方法, 并对观测结果进行了计算和分析,得出了北京人卫激光观测站在白天卫星激光接收系统性能提高的基础上观测数据的数量和质量不断提高的结论。     

中国测绘科学研究院科技活动要闻

中国测绘科学研究院科技活动要闻●该院有１２项科研成果已获１９９５年度测绘科技进步奖，其中“国家基础ＧＩＳ全国１：１００万地形数据库”荣获一等奖，“北京房山人卫站高精度人卫激光测距系统性能改进与运行研究”和“影像数字化扫描仪”获二等奖，其余获三等奖。●...     

卫星激光测距系统的异常检测及其稳定性监测

针对卫星激光测距系统(SLR)的稳定性问题,该文分析了北京房山kHz地靶观测数据,根据系统延迟的统计信息构建异常辨识统计量,剔除异常数据。地靶有效数据在一个较小的范围内集中,变化幅度0.25ns左右;分析了单次系统延迟变化在0.2ns左右;通过ARMA时间序列分析方法,确定2018年北京房山SLR系统延迟的变化规律,建立SLR系统延迟变化的预报模型;最后,根据预报模型,对系统延迟进行短期预报,以检测SLR系统异常,实现对SLR系统运行稳定性监测的目的。     

阿根廷圣胡安激光测距系统的SLR数据质量分析

利用自行研制的激光定轨软件CASMORD分析阿根廷圣胡安激光测距系统的SLR数据质量.结果表明,阿根廷圣胡安激光测距系统性能良好,具有较小的系统偏差(距离偏差和时间偏差),系统偏差稳定,随时间的变化较小,有效观测圈数和数据观测量处于全球台站前列;经系统偏差修正后,该系统达到了亚厘米级观测水平,具有较高的观测精度,可以为卫星的精密定轨提供在我国本土无法观测的轨道弧段的资料,为我国科学研究和国家的特殊需要提供必须的宝贵资料.     

利用SLR数据进行北斗卫星广播星历精度分析

卫星激光测距（satellite laser ranging,SLR）作为一种完全独立于微波测量的测距方法,为GNSS（global navigation satellite system）广播星历精度评估提供了独立的外部检核手段。基于2013年4月~2014年7月的北斗卫星SLR数据,对北斗卫星导航系统正式提供服务后的广播星历精度进行了评估,推导了北斗地球静止轨道卫星激光残差近似表达式,分析了不同姿态模式下北斗倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星激光残差特性。检核结果表明了参与国际激光联测的北斗卫星C01星广播星历精度为0.97 m、C08星为0.43 m、C10星为0.41 m、C11星为0.41 m。     

卫星激光测距仪发散角系统的设计

介绍了房山人卫站近期对人卫激光测距仪发散角系统改造和完善过程中所开展的一些工作。首先针对实际工作中不同高度的观测卫星,按照光学原理设计了一套由成像系统、传动系统以及控制系统组成的自动调整发散角的装置,通过调控力矩电机的电压,经联轴件带动丝杠旋转,使滑块前后移动,从而改变成像系统,使激光束的发散角产生变化。其次为了验证系统设计的合理性,对本套装置进行了相关的实验。从实际的观测情况可以看出,改造后的发散角调整系统在提高整机观测能力方面有明显作用。     

流动卫星激光测距技术在中国的发展

SLR(卫星激光测距)技术是一项应用广泛的空间大地测量技术,本文在介绍其测距原理的基础上,通过与GPS、VLBI技术进行对比,分析了其实现手段和所能达到的精度;根据SLR应用现状提出了在国内建立SLR流动站的思路;并对SLR技术的未来发展作了展望。     

模糊聚类定权法对SLR定轨精度的影响

针对卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)精密定轨过程中存在的测站观测数据合理定权问题,将一种改进的模糊聚类算法引入到SLR观测数据定权中。基于国际激光测距服务(International Laser Ranging Service,ILRS)提供的全球SLR测站性能报告,对测站进行近实时滑动分类定权,改变SLR数据处理中权重的经验或者随意性选取模式。经过LAGEOS1卫星2014年1月至2016年12月3年全球SLR实测数据处理的测试。结果表明,当考虑LAGEOS标准点总数、LAGEOS标准点RMS值以及LAGEOS标准点合格率这3项测站质量控制因素确定的测站权值能最大限度地提高卫星定轨精度和观测数据的使用效率,对参与计算的365个3d弧段数据,91.46%弧段精度得到提高,平均提高约3.7mm,且每个测站的定轨残差RMS也得到了降低。这对于正在迈向毫米级测量精度的SLR技术至关重要。     

月球平均运动和地球自转速率长期变化的潮汐耗散

利用1983～1994年(共11年)期间,全球人卫激光测距(SLR)观测网对Lageos-1卫星的观测资料,估算二阶重力场系数和潮汐参数。SLR和卫星测高的潮汐解被用来计算月球轨道根数相对黄道坐标系的长期变化和地球自转速率的长期变化。SLR确定的总的潮汐耗散引起的月球平均运动的长期变化为-24.78″/世纪2,与激光测月结果（(-24.9±1.0)″/世纪2) 非常一致。日月潮汐引起的地球自转速率的长期变化为 -5.25×10-22rad /s2,顾及地球扁率变化（2）的非潮汐效应,对应的日长变化为1.49 ms/世纪,与1620年以来的天文月掩星结果（1.4 ms/世纪）十分相符。本文还联合卫星测高和人卫激光测距确定的潮汐解,在月球平均运动和地球自转速率的长期变化中,分离出固体地球和海洋的耗散效应。     

统一全球地壳垂直运动参考基准的方法研究

目的 提出一种以SLR作为统一全球地壳垂直运动参考基准的方法。利用SLR、GNSS和 VLBI国际分析中心提交给ITRF2008和ITRF2005的坐标速度场数据,选出精度较高的并置站,并经坐标转换计算出各自站心坐标系下的垂向速度场。基于系统差模型解算出 SLR与 GNSS、VLBI的垂向速度场之间的系统差,并利用此系统差将 GNSS、VLBI的垂向速度场改正到以 SLR为垂直运动参考基准上来。经一致性检验发现,改正后相关系数和斜率都趋近于1,这表明以SLR作为统一地壳垂直运动参考基准是可行的。     

Validation of Galileo orbits using SLR with a focus on satellites launched into incorrect orbital planes

The space segment of the European Global Navigation Satellite System (GNSS) Galileo consists of In-Orbit Validation (IOV) and Full Operational Capability (FOC) spacecraft. The first pair of FOC satellites was launched into an incorrect, highly eccentric orbital plane with a lower than nominal inclination angle. All Galileo satellites are equipped with satellite laser ranging (SLR) retroreflectors which allow, for example, for the assessment of the orbit quality or for the SLR–GNSS co-location in space. The number of SLR observations to Galileo satellites has been continuously increasing thanks to a series of intensive campaigns devoted to SLR tracking of GNSS satellites initiated by the International Laser Ranging Service. This paper assesses systematic effects and quality of Galileo orbits using SLR data with a main focus on Galileo satellites launched into incorrect orbits. We compare the SLR observations with respect to microwave-based Galileo orbits generated by the Center for Orbit Determination in Europe (CODE) in the framework of the International GNSS Service Multi-GNSS Experiment for the period 2014.0–2016.5. We analyze the SLR signature effect, which is characterized by the dependency of SLR residuals with respect to various incidence angles of laser beams for stations equipped with single-photon and multi-photon detectors. Surprisingly, the CODE orbit quality of satellites in the incorrect orbital planes is not worse than that of nominal FOC and IOV orbits. The RMS of SLR residuals is even lower by 5.0 and 1.5 mm for satellites in the incorrect orbital planes than for FOC and IOV satellites, respectively. The mean SLR offsets equal \(-44.9, -35.0\), and \(-22.4\) mm for IOV, FOC, and satellites in the incorrect orbital plane. Finally, we found that the empirical orbit models, which were originally designed for precise orbit determination of GNSS satellites in circular orbits, provide fully appropriate results also for highly eccentric orbits with variable linear and angular velocities.     

GOCE orbit predictions for SLR tracking

After a descent phase of about half a year, the Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer (GOCE) reached the final orbital altitude of the first measurement and operational phase (MOP-1) in September 2009. Due to this very low orbital altitude and the inactive drag compensation during descent, the generation of reliable predictions of the GOCE trajectory turned out to be a major challenge even for short prediction intervals. As predictions of good quality are a prerequisite for frequent ranging from the tracking network of the International Laser Ranging Service (ILRS), Satellite Laser Ranging (SLR) data of GOCE was very sparse at mission start and made it difficult to independently calibrate and optimize the orbit determination based on data of the Global Positioning System (GPS). In addition to the GOCE orbit predictions provided by the European Space Agency (ESA), the Astronomical Institute of the University of Bern (AIUB) started providing predictions on July 22, 2009, as part of the Level 1b to Level 2 data processing performed at AIUB. The predictions based on the 12-h ultra-rapid products of the International GNSS Service (IGS) were originally intended to primarily serve the daylight passes in the early evening hours over Europe. The corresponding along-track prediction errors were often kept below 50 m during the descent phase and allowed for the first successful SLR tracking of GOCE over Europe on July 29, 2009, by the Zimmerwald observatory. Additional predictions based on the IGS 18-h ultra-rapid products are provided by AIUB since September 20, 2009, to further optimize the GOCE SLR tracking. In this article, the development of the GOCE prediction service at AIUB is presented, and the quality of the orbit predictions is assessed for periods with and without active drag compensation. The prediction quality is discussed as a function of the prediction interval, the quality of the input products for the GPS satellite orbits and clocks, and the availability of the GOCE GPS data. From the methodological point of view, different approaches for the treatment of the non-gravitational accelerations acting on the GOCE satellite are discussed and their impact on the prediction quality is assessed, in particular during the descent phase. Eventually, an outlook is given on the significance of GOCE SLR tracking to identify systematic errors in the GPS-based orbit determination, e.g., cross-track errors induced by mismodeled GOCE GPS phase center variations (PCVs).