基于同波束VLBI测量对嫦娥五号卫星交汇对接的相对实时定位

嫦娥五号(CE-5)卫星调姿复杂,包括多次星上探测器分离及交汇对接,在两器分离或靠近阶段,我国甚长基线干涉网对其进行同波束测量。CE-5首次实现了月球距离上的卫星交汇对接。基于VLBI差分时延,本文采用差分定位方法首次实时测定了CE-5轨返组合体与上升器交汇对接过程中的相对位置。该方法能够更加直观快速地判断对接状态。CE5首次在月球以远的距离上对卫星实施月球轨道逃逸制动,本文采用瞬时状态归算方法实时监测了CE-5轨返组合体两次月地转移入射的制动过程,精确判断了轨道制动的状态,为后续深空探测的定位及轨道制动提供借鉴。     

天问一号拓展任务对火星低阶重力场解算的潜在贡献分析

天问一号是中国首次独立开展的行星际探测任务,实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测。天问一号正常科学任务阶段环绕以极轨设计为主,与历史火星任务类似,对当前火星重力场模型精度改进有限,因此其拓展任务轨道选取至关重要。通过对极轨圆轨道和近赤道大偏心率轨道进行仿真模拟,分析两种典型轨道构型对现有火星重力场模型改进的可能性,基于不同误差考量仿真解算了对应6个重力场模型。借助重力场功率谱分析,发现在测量噪声为0.1 mm/s的情况下,不论采用极轨还是近赤道轨道,一个月的跟踪数据均可较好地反演出42阶次的火星重力场模型;考虑综合误差影响之后,发现两种轨道对于重力场解算精度类似,其中实施近赤道大偏心率轨道对35阶次以上约束略强。     

上海佘山VLBI站的钟差补偿精度分析

甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)台站钟差的补偿误差将导致VLBI时延观测量参考历元的偏离,进而对世界时(universal time,UT1)的准确估计产生影响.台站钟差包含格式器钟差和设备时延,设备时延是影响钟差补偿精准度的关键因素.上海余山VLBI站是...     

嫦娥二号卫星X波段测控体制试验定位分析

2010-10-03～2010-10-04,在嫦娥二号任务实时观测阶段进行了X波段测控体制试验.从定位归算角度对试验期间的S波段数传信号(S1频点)测量时延(S1时延)和X波段单程测距差分(DOR)信号测量时延(DOR时延)进行了比对分析.初步结果表明,DOR时延的实测资料精度与链路计算理论估值基本相符.而且由于信号的...     

嫦娥二号卫星X波段测控体制试验定位分析

2010-10-03~2010-10-04,在嫦娥二号任务实时观测阶段进行了X波段测控体制试验。从定位归算角度对试验期间的S波段数传信号(S1频点)测量时延(S1时延)和X波段单程测距差分(DOR)信号测量时延(DOR时延)进行了比对分析。初步结果表明,DOR时延的实测资料精度与链路计算理论估值基本相符。而且由于信号的频带较宽,DOR时延弥散度和定位结果弥散度均优于S1,基线时延闭合差也小于S1。这表明此次试验观测是成功的,为后续探月任务储备了关键技术。     

火星车定位与制图技术现状以及对发展中国月球车/火星车定位制图技术的建议

根据在美国研究和开发高精度火星车定位与制图技术的研究经验、以及参加勇气号和机遇号火星车任务超过4 年的业务化运行工作经验, 总结了目前国际上火星车导航定位和制图技术的现状, 对中国即将开展的月球车和火星车登陆任务在导航定位和制图方面提出建议。     

同波束干涉测量在月面相对定位中的应用

基于同波束干涉测量原理和观测模型,针对月面目标特性,推导了给定着陆器先验位置的差分时延、差分时延率观测方程。引入指定高程约束、月球数字地形模型等约束方程,提出巡视器相对位置确定的卡尔曼滤波算法。通过仿真数据进行了验证和评估,表明该算法可快速、较高精度地确定月面巡视器相对着陆器的位置。     

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。     

CE-5器间分离的同波束干涉测量的准实时监测法

“嫦娥5号”探测器的组成包括轨道器、返回器、着陆器和上升器。在环月阶段,两个组合体(轨道器/返回器组合体和着陆器/上升器组合体)之间的分离实时监测,是飞行控制的关键检测段。本文提出利用甚长基线干涉测量(VLBI)测轨技术实现绕月探测器器间分离实时监测。特别是在器间分离前后,本文方法能够利用探测器器间两路下行信号进行同波束干涉测量(SBI),差分时延测量能够提高器间相对距离的解算精度。单基线试验分析表明,本文方法基于实测数据的“嫦娥3号”着陆器两天线的相对距离解算精度优于0.3m,平均相对距离误差约为0.15m,基于“嫦娥5号”仿真数据的双阈值判定对器间分离监测的响应时延优于30s。     

2012-2016年的VLBI数据解算及分析

针对甚长基线干涉测量技术以其极高的测角精度和稳定性在解算地球定向参数和维持地球参考框架方面发挥着不可替代的作用,但是由于其设备庞大昂贵,因此测站较少且观测不连续的问题,该文首先利用VieVS软件解算了2012—2016年的甚长基线干涉测量数据,获得地球定向参数。提出了采用极坐标插值法对极移参数进行插值,以获取连续的极移参数解。对插值后的极移时间序列进行频谱分析,得到较为明显的周年、半周年等周期项,验证了本文采用插值方法的可行性和可靠性。     

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。     

网络RTK在管线测量中的定位情况及精度分析

针对传统测量技术方法对管线进行测量时,存在测量效率低,精度较难控制以及耗费大量人力物力等一系列问题,文章介绍了网络RTK在管线测量中的应用并以山东省泰安市某市政管线工程为例进行了研究,制定了合理的观测方案和数据处理方法,测量内容包括对管线测区地形图、管线中线的纵断面的测量、对管线中线点的放样以及为施工控制点的测设,并分别从平度精度与高程精度分析了网络RTK的精度,以验证网络RTK在管线测量中的可靠性。     

基于X射线脉冲星的环火探测器同步定位和授时仿真分析

利用X射线脉冲星观测量不仅能够为深空探测器提供稳定可靠的位置、速度和姿态信息,还能够对探测器上的原子钟进行长期误差校正。火星探测任务中,存在探测器飞行时间长,钟差随时间累积严重降低脉冲星自主定位系统的精度等问题。针对此,提出了一种环火探测器同步定位和授时方法,对钟差进行建模,将钟差模型参数纳入到滤波系统中,利用自适应扩展卡尔曼滤波器同时计算探测器的位置、速度和钟差模型参数。仿真实验表明,经滤波校正后的钟差保持在300 ns以内,探测器的位置和速度精度分别优于200 m和0.03 m/s,精度得到明显改善。     

利用GPS精密单点定位进行时间传递精度分析

利用静态精密单点定位技术(PPP),分别采用IGS5min和30s间隔的精密卫星钟差产品进行单站时间传递实验。实验结果表明,无论是利用5min间隔的卫星钟差产品,还是利用30s间隔的卫星钟差产品,静态PPP都可以实现0.1～0.2ns的时间传递以及半天内稳定度达到1×10-15～2×10-15的频率传递。在短期内,相比于5min间隔的卫星钟差产品,利用30s间隔的卫星钟差产品能较明显地提高静态PPP钟差解所体现的频率稳定度,PPP钟差解的精度略有提高;在长期内,使用这两种钟差产品获得的PPP钟差解的精度及其所体现的频率稳定度相当。     

基于不同电离层模型的精密单点定位精度分析

随着PPP的发展与应用,对PPP误差源的研究更加精细、更加科学.电离层折射是高精度PPP的主要误差之一,国内外通用方法是用大气传播理论建立电离层修正模型.本文主要探讨了电离层对精密单点定位影响的基本理论,总结了目前常用方法;研究了Klobuchar模型的改正公式及计算方法;系统地研究了双频观测值建立消电离层延迟模型的理...     

鞍山市连续运行参考站系统建设与定位精度分析

介绍了连续运行参考站网络系统(CORS)的技术原理以及鞍山市连续运行参考站(ASCORS)系统的建设方法与结构功能。并利用ASCORS网络系统实测数据,分别从定位服务时效性、单点定位精度、动态精度、内外符合精度、内插与外推精度的分析入手,全面、有效地分析了CORS网络系统在其覆盖区域上的定位精度和可靠性。     

GeoEye-1立体像对定位精度分析及应用

对GeoEye-1立体定位模型进行初步研究,给出消除RPC模型系统误差的控制点选择和区域网平差方案。结合PixelGrid进行了基于不同布点方案下区域网平差实验,并和INOKOS定位精度进行对比分析。结果表明,加入少量控制点(1～9个)可明显消除RPC模型系统误差,平面精度达到0.2～0.3m,高程精度达到0.5m,能满足公路勘测选线1∶2000测图要求,高分辨率正射影像和数字地面模型可直接用于公路勘测选线设计。     

IGS实时服务的车载动态伪距差分定位精度分析

IGS于2013年4月正式发布针对GPS/GLONASS广播星历的实时改正数产品,进一步扩展了实时精密定位的应用领域。目前对IGS实时改正数的研究主要集中在精密单点定位、GPS气象等方面,还没有动态差分定位方面的研究。本文首先分析了IGS实时轨道和时钟改正数的精度,然后对其用于车载动态伪距差分定位的精度进行了研究。试验结果表明,IGS实时轨道精度可以达到5 cm,时钟精度在0.5 ns以内;使用IGS实时服务的车载动态伪距差分定位平面精度可以达到亚米级,高程精度优于1.5 m。     

不同星历下实时精密单点定位精度分析

基于自主研制的软件,分别利用超快速外推星历和钟差,以及基于广播星历的实时SSR改正的精密星历和钟差进行实时精密单点定位。结果表明,利用SSR改正信息的实时精密单点定位精度更高;利用SSR改正信息得到的实时星历和钟差与IGS最终产品对比,卫星位置互差RMS值优于7 cm,钟差互差RMS值优于0.3 ns;收敛后实时SSR改正和超快速这两种产品实时静态定位精度水平方向RMS值分别优于3 cm、4 cm,高程RMS值优于3 cm、6 cm。