地震电磁卫星精密定轨方法研究

高精度卫星轨道是提高卫星应用水平的基础,卫星精密定轨方法主要基于卫星轨道动力学理论．通过跟踪卫星轨迹的测轨技术,将几何和动力学信息进行融合。地震电磁卫星拟采用星载GPS和综合轨道求解方法进行精密定轨．并辅之以人卫激光测距,其定轨的精度可达厘米级。     

用PANDA对GPS和CHAMP卫星精密定轨

介绍了武汉大学自主研制的卫星导航系统综合处理软件PANDA；利用全球45个IGS站以及CHAMP卫星星载GPS数据．在不同条件下分别实现了GPS卫星的精密定轨．以及CHAMP卫星和GPS导航星座联合精密定轨。结果与IGS的最终精密星历以及GFZ提供的CHAMP卫星精密轨道的比较说明：PANDA软件求解的GPS导航星座和CHAMP卫星轨道精度处于同等水平。     

两种电离层延迟改正模型对星载单频GPS实时定轨精度的影响

采用单频星载GPS实测伪距和载波相位观测值,结合不同的电离层延迟改正模型进行模拟实时定轨实验,分析单频实时定轨的精度。不同轨道高度的低轨卫星实验结果表明,在卫星轨道较高(500 km以上)时,使用单频伪距观测值与改进的Klobuchar模型,实时定轨位置精度可达0.86 m(三维RMS),速度精度可达0.9 mm/s,接近甚至优于双频伪距实时定轨的轨道精度;使用单频码相无电离层组合观测值时,实时定轨位置精度可达0.54 m,速度精度可达0.55 mm/s。采用合适的电离层延迟改正模型,廉价的单频星载接收机可应用于微小卫星的实时定轨。     

星载单频GPS实时精密定轨模型研究

采用星载单频GPS伪距和相位观测数据，构建单频伪距相位无电离层组合(GRAPHIC)消除电离层延迟误差的影响，同时建立伪模糊度参数随机模型，吸收广播星历中的轨道和钟差误差。对国内外8颗低轨卫星星载GPS实测数据进行单频实时定轨模拟解算，结果表明，使用GRAPHIC组合作为主要观测值，实时定轨位置精度达到0.44~0.55 m，速度精度达到0.37~0.63 mm/s，相比于传统的基于双频伪距观测值的实时定轨方式，定轨精度提升40%左右。根据本文星载单频GPS定轨模型和算法，仅使用低成本的单频GPS观测即可以实现低轨卫星高精度实时定轨。     

GRACE-FO卫星非差运动学精密定轨及精度分析

在详细分析非差运动学精密定轨原理和步骤基础上,采用平滑卡尔曼滤波算法,通过自主研发的精密定轨软件对GRACE-FO卫星进行非差运动学精密定轨。结果表明,与官方科学轨道相比,平滑滤波不仅能提高定轨开始阶段的精度,而且整体上定轨精度也得到提升,GRACE-FO C星轨道残差为2～4 cm, GRACE-FO D星轨道残差为3～5 cm。     

导航卫星非差精密定轨测站选取策略分析

推导了测站分布对定轨精度影响的公式,提出一种兼顾测站数量、观测数据质量以及测站地理分布的测站选取策略。利用IGS和iGMAS全球观测网数据,设计了3种不同的测站分布方案,进行GPS精密定轨实验。结果表明,使用30个全球均匀分布的测站,GPS三维定轨精度能达到6.0 cm左右|使用40个全球均匀分布的测站,GPS三维定轨精度能达到3.5 cm的水平|使用50个全球均匀分布的测站,GPS三维定轨精度能达到2.8 cm以内|超过50个的测站对GPS定轨精度提高基本上没有贡献。     

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利用区域跟踪网进行GPS定轨研究

计算了全球网和区域网独立的定轨精度,并将区域网融合到全球定轨当中,研究了区域网对跟踪弧段卫星的改进效果.     

零次差分CHAMP卫星简动力定轨和SLR轨道验证

采用零次差分简化动力法对CHAMP卫星GPS相位观测资料进行精密轨道计算,并将计算结果与CHAMP快速轨道进行比对.结果表明X,Y、Z方向差值均方根为0.061 m,0.060 m与0.066 m,精度达到了厘米级;同时利用全球人卫激光观测数据对所求轨道进行验证,表明其精度优于20 cm.     

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基于全球IGS数据的GPS导航星座精密轨道确定

研究GPS导航星座精密轨道确定的基本问题及其处理策略.基于2008年3月29日至4月7日的148个站的IGS站数据,计算了GPS卫星轨道的单天解和3天解,通过与CODE中心的最终轨道进行比较,评价了相应轨道的精度.结果显示,基于该导航星座轨道生成策略,单天轨道解径向精度优于9 cm,3天解轨道径向精度优于5 cm.