低轨通信卫星多普勒定位性能分析

为了研究低轨通信卫星多普勒定位性能,首先分析了低轨卫星的对地覆盖特性、信号传输特性以及多普勒频移特性,推导了多普勒定位原理和方法,提出了适用于多普勒定位的精度因子.基于已在轨的铱星和全球星系统,解算了全球范围可见卫星数和定位精度因子,并对相应测站进行了定位仿真实验和误差分析.结果表明:对于铱星和全球星系统,随着纬度降低,卫星可见数减小,多普勒几何精度因子变大;多普勒定位结果精度同时受到频率测量精度、卫星位置误差以及卫星速度误差影响,当卫星位置误差小于10 m、卫星速度误差小于0.1 km·s^-1时,对定位结果影响不大,此时频率测量精度成为影响定位精度的决定性因素,且当频率测量精度为0.01 Hz时,定位精度可达1.18 m.     

GNSS中结合多普勒频移的DS-R定位新方法(英文)

在一些特定的GNSS定位应用中(比如城市或者山区),因为信号的遮挡,接收机无法同时跟踪到4颗以上的卫星以估算三维位置和钟差。提出一种新的DS-R(Doppler Shift-Range)定位算法:在任意历元,同时观测2颗可视卫星的多普勒频移和码相位,可以等效地获得4个观测方程。DS-R算法利用2颗可视卫星就能实现实时的三维定位。结合多频观测和三频相-码组合新方法,DS-R算法具有与标准单点定位相当的定位性能。DS-R算法为位置估算提供双倍的冗余信息,当可见卫星数较小、传统的定位算法失效时,可作为一个较好的替代定位算法。     

日本SELENE月球探测计划和卫星间多普勒跟踪的数学模型

日本月球探测计划（SELENE）定于2004年夏季利用HIIa火箭发射一组共3颗绕月人造卫星。他们是主卫星、跟踪中断卫星和空间VLBI电波源。其主要科学目标之一是利用对绕月卫星的多普勒跟踪数据精确测定月球重力场,研究月球的起源与演化。SELENE计划中实现这个科学目标的关键技术是引入中继卫星,目的在于当处于低轨道的主卫星飞行到月球背面地面观测站无法观测时,采用卫星间跟踪方法（SST）,建立地面站与主卫星之间的联系,以得到月球背面重力场的直接测量数据。介绍了几种典型的四程卫星间多普勒跟踪模式和相应的数学模型,并针对SELENE计划中采用的特殊四程多普勒跟踪模式建立了卫星相对观测站速度与跟踪信号多普勒频移之间的转换关系。提出了利用GEODYNⅡ定轨分析软件处理SELENE多普勒跟踪数据的流程。     

SS433短周期变化中的拍现象

本文用喷流模型计算SS433短周期变化的周期和振幅值。讨论短周期变化叠加成拍的条件。用此条件判断,很自然地得出:在短周期变化中可能存在拍现象。对于喷流模型,在一个进动周期内其拍频为2。 文中还利用了Margon,B·等人的SS433多普勒频移图作SS433多普勒频移的残差分布图。在分布图中,某些进动周期内显示出分布轮廓有双峰结构,分析产生双峰的原因,正是与章动有关的、短周期变化中的拍现象。因此,在SS433的163天多普勒频移图上,观测点始终存在10％的弥散,乃是163天进动曲线与不能消除的短周期中的拍叠加的结果。 这样,本文从理论和实测分析上都证认了SS433短周期变化中存在拍现象的可能性。     

CHAMP加速仪资料的快速校标研究

对星载加速仪进行校标是有效利用星载加速仪测量数据的基础,目前校标方法都是建立在星载GPS资料处理的基础上,对处理软件和计算设备的要求都非常高.为了满足高层大气阻力研究的需要,提出了一种快速高效的校标方法,即利用GFZ公布的CHAMP卫星快速轨道作为观测资料,采用有尺度因子和线性偏差的加速仪测量值代替非引力模型摄动加速度...     

铯原子喷泉频标的相对论频移

详细分析了铯原子喷泉频标的相对论频移机制,其中包括频标内部的二级多普勒频移和重力频移,以及与频标位置有关的重力领移。导出了频移的计算公式,估算了频移的大小并讨论了它们对铯原子喷泉频标准确度的影响。     

光抽运铯原子束频标的二级多普勒频移研究

结合光抽运铯束频标的具体结构,论证了用余弦傅里叶逆变换的方法推导原子速度分布的可行性;用该理论对实验系统测量的Ramsey花样进行了分析,得到铯束管中有效原子真实的速度分布,该速度分布与铯束管的具体结构对速度的要求相一致;通过速度分布精确计算了影响光抽运铯束频标准确度的重要因素——二级多普勒频移,其大小为-3．5×10-13。     

GPS星载原子钟性能评估

介绍了星载原子钟性能评估指标——频率准确度、稳定度、漂移率的定义及计算方法,基于IGS(international GNSS service)卫星钟差数据,对GPS星载原子钟的性能指标进行了分析。其中,基于Hadamard方差方法的稳定度分析结果表明,GPS Block IIR星载铷原子钟天稳已经处于1～3×10-14的水平。     

利用窄线宽激光测量锶原子束速率分布

利用多普勒频移效应,通过线宽2MHz窄线宽激光与锶原子束在大角度作用下的荧光信号分析,测量了锶原子束速率分布。比较和分析表明,理论结果与实验结果符合较好。     

YH-1星载超稳定晶振的频率稳定性的测试与分析

中国首个火星探测器萤火1号拟定在2011年发射升空。探测器上配备了一组(2个)超稳定晶体振荡器,该组晶体振荡器为X波段发射机提供频率标准,向地球发射下行信号。地面台站采用无线电开环多普勒和甚长基线干涉测量技术,对其进行通信、导航和跟踪。分析处理了萤火1号的超稳定晶体振荡器频率实验测试数据,确认晶体振荡器的频率稳定度约为1×10~(12),此结果可以作为火星探测器精密测定轨的有力支撑。     

通过卫星双向双频观测对电离层时延的测定

介绍了利用卫星双向双频(C波段)观测来测定电离层时延的方法,并对不同经纬度的观测结果进行了比较和分析。卫星双向双频(C波段)观测精度高,采样间隔短,能测定电离层总电子含量的细微变化。     

卫星导航接收机中锁频环的两种实现方式

对卫星导航接收机中的锁频环进行了研究，主要涉及锁频环的鉴别器算法、环路调节的两种方式，并对这两种实现方式作了仿真。     

双通道终端进行卫星双向法时间比对的归算方法

用双通道终端进行卫星双向法时间比对,可同时实现多台站时间同步。但是,目前双通道终端卫星双向法时间比对仍采用经典二台站归算方法,同时性的优点并没有得到充分的利用,其结果不闭合,比对得到的结果不统一。为了避免了上述问题,给出了新的归算方法,在同一系统下给出时间比对结果。新的归算方法不但提高了时间比对精度,同时还给出卫星到地面站之间的精确伪距,籍此精确地测定卫星的实时位置。     

新型原子钟发展现状

结合我国全球卫星导航定位系统的建设和发展需求,介绍了不同类型的新型原子钟研究现状与发展趋势,并简要给出了发展我国原子钟研究的讨论性意见。     

基于CPLD的高精度门控电路的设计

距离门控制电路是卫星激光测距(SLR)系统的一个重要组成部分,高精度距离门控制可有效提高卫星测距探测成功概率。介绍了一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的高精度门控电路的设计。在该设计中,采用硬件描述语言VHDL对CPLD进行编程,使其与单片机、PC机协调工作,从而实现高精度的距离门控制电路。     

基于“北斗”观测数据的C波段双向卫星时间频率传递中的电离层改正

为了提高C波段双向卫星时间频率传递(TWSTFT)精度,用载波相位观测值平滑伪距的方法,计算电离层延迟对C波段双向卫星时间频率传递的影响。在临潼站和喀什站观测北斗G3星并进行双向比对。该实验结果表明,实验期间C波段双向卫星时间频率传递中电离层延迟影响的最大值为0.47 ns。     

基于1Mcps/s码速率的亚欧卫星双向时间比对性能分析

卫星信道租赁费是目前卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer, TWSTFT)的主要成本之一.在2017年5月以前,参与UTC (Coordinated Universal Time)计算的亚洲-欧洲实验室之间进行Ku波段卫星双向时间频率传递一直使用2.5 Mcps/s码速率,带宽为2.5 MHz的伪随机码.为了在不影响时间频率传递性能的前提下降低成本,在欧亚间首次尝试采用1 Mcps/s码速率,带宽为1.7 MHz的伪随机码,进行亚欧卫星双向时间传递.并使用已校准的GPS PPP (Global Position System Precise Point Positioning)链路为双向链路进行间接校准.选择2018年12月的TWSTFT链路数据,分析链路性能发现,通过ABS-2A卫星,使用1 Mcps/s码速率构建的卫星双向时间比对链路的日频率稳定度达到10~(-15),时间稳定度优于0.3 ns.与已校准的GPS PPP链路数据进行验证分析,结果表明,使用1 Mcps/s码速率进行超长距离卫星双向时间传递与已校准的GPS PPP时间传递结果一致,与传统手段相比,其系统造价低,时间传递性能可以满足国际原子时计算的需求.     

土卫八新运动理论的比较研究

通过归算土卫八轨道根数200年的变化将一个最新的高精度土卫运动理论TASS与经典理论作比较,并用20年现代照相观测资料作理论预报精度的归算．归算表明,在一定时期内TASS与经典理论有较好的一致,但其根数长期变化的差很快变大．由此指出,TASS的合理性和进入实用还有待对更长时期大量高精度观测作实算．     

多层卫星网络星间链路性能分析与设计

对多层卫星网络星间链路各参数之间的关系进行了分析,分别在S和Ka波段上分析计算了GEO(对地静止轨道)-IGSO(倾斜同步轨道)、GEO-MEO(中轨道)和IGSO-MEO卫星间的星间链路参数Eb/N0、发射功率、天线直径和数据速率间的关系。根据计算结果对星间链路的性能进行了分析,在分析计算的基础上得到了一些规律性的结论,这些结论可应用于星间链路的设计与建立。