使用能量守恒方法恢复CHAMP地球重力场

本文探讨了基于能量守恒方法利用CHAMP卫星精密星历和加速度数据恢复地球重力场模型的原理和方法。给出了地心惯性系下顾及地球自转和非保守力能量损耗的能量守恒方程,并且对日、月摄动位与引潮力附加位的计算方法作了相应的分析,同时介绍了加速度数据的处理方法。基于能量守恒方法,利用2002年1-2月、7-8月和11-12月三个不同时期共180天的CHAMP卫星精密星历和加速度数据恢复了三组50阶次的地球重力场模型GFM01、GFM02和GFM03,并将这些模型与EGM 96重力场模型和GFZ公布的EIGEN-CG01C重力场模型进行比较。结果表明:能量守恒方法恢复的GFM系列模型与EGM 96重力场模型及EIGEN-CG01C重力场模型在低阶位系数上均有较好的一致,但与EIGEN-CG01C模型有更好的一致。这说明了CHAMP卫星对地球中、长波重力场的敏感性,也说明了能量守恒方法恢复低阶地球重力场位系数的有效性。     

基于ECR与ECI星历数据的遥感影像定位

经典的共线方程中物方坐标系建立在地球表面,在航天摄影测量中,地面摄影测量坐标系的应用,增加了不同类型测量数据间联合处理的难度,限制了影像数据摄影测量处理的空间范围。本文介绍了基于视线方向的影像对地定位算法原理,并以此为基础建立了地心系下的航天影像摄影测量共线方程。针对地固地心系和空固地心系下星历数据的不同点,建立了基于两种地心系下星历数据的航天遥感影像定位严密模型,并对两种模型中偏流角处理的不同点进行了分析,最后给出了一个应用试验。     

GNSS+SINS组合导航地固系高度阻尼算法

GNSS+SINS组合导航在地固系中计算有诸多优点,但GNSS信号缺失时的高度阻尼比较复杂。本文从空间直角坐标系与大地坐标系的关系出发,结合地固系捷联惯导的导航方程,提出了一种地固系高度阻尼算法。经仿真测试证明,应用此算法在地固系高度阻尼,可以达到与导航系相同的效果,证明了算法的有效性。     

一族定态孤子方程的Bargmann坐标

研究了一族非线性孤子方程,证明了每一个孤子方程的有限带解都有可积的坐标,并给出了一个新的有限维可积系。     

Mathematica在天文测量数据解算中的应用

根据快速天文定位定向的方法原理，运用Mathematica软件对误差方程进行了线性化，并推求了误差方程系数阵。     

GPS卫星轨道数值积分与广播星历及IGS精密星历的比较

本文采用作者自编的SPPORB IT程序,对GPS卫星轨道的运动方程进行Adam s数值积分求解,同时利用广播星历计算卫星轨道坐标,然后将两者结果同IGS精密星历提供的卫星坐标进行比较,并探讨其轨道误差,计算结果显示广播星历与精密星历差值在2m左右,而数值积分与精密星历的差值在2 cm左右,进一步的分析表明前者误差较大是没有考虑卫星所受的太阳光压、日月引力等影响,而后者考虑了这些影响。鉴于IGS提供的是地固系坐标,而本文数值积分是在惯性系坐标系下进行的,因此本文还举例对惯性坐标系和地固系之间的坐标转换进行了描述。最后,通过实例说明SPPORB IT程序的稳定性以及Adam s数值积分方法的有效性。     

利用卫星轨迹交叉点标定CHAMP卫星加速度计数据

基于能量守恒方程给出了利用卫星轨迹交叉点标定CHAMP卫星加速度数据的基本原理和方法 ,并给出了其严密的积分公式及其离散化形式。为了控制加速度数据的扰动异常 ,建议采用抗差估计求解参数值 ,并基于实测的CHAMP卫星加速度计数据进行了计算与比较 ,验证了该方法的有效性     

基于CHAMP卫星星历反演地球重力场的两种方法

根据模拟的CHAMP卫星星历,分别采用基于牛顿运动定律的数值微分法和基于能量守恒定律的能量守恒法建立观测方程,恢复出50阶次的重力位系数。同时,考虑到CHAMP卫星位置、速度和加速度存在的误差,分析了这两种方法对各项精度指标的敏感程度,并比较了这两种方法的优缺点。     

地固系下四元数和卡尔曼滤波方法的惯导初始精对准研究

从地心地固系中卡尔曼滤波方程的推导入手,设计了一个12状态滤波器,对失准角进行估计,在地心地固坐标系中完成了惯导的初始精对准。模拟计算证明了此算法的正确性与有效性,并讨论了对准的精度。     

利用现有重力场模型求定CHAMP卫星加速度计修正参数

CHAMP卫星加速度计数据的标定是通过确定其尺度因子和偏差参数来完成的.本文基于能量守恒方程,给出利用现有重力场模型标定CHAMP卫星加速度数据的基本原理和数学模型;提出相邻历元间差分算法,大大简化了观测方程,同时避免积分常量的计算.该算法既能同时解算尺度因子和偏差参数,也可任意求解其中之一.基于实测的CHAMP卫星加速度数据,利用EGM96模型和最新公布的EIGEN-2模型进行计算与比较,验证该方法的有效性.     

一种混合编程的地固系与空固系坐标变换方法

针对卫星精密定轨中常用的地固系与空固系坐标转换的程序实现问题,该文研究了IERS 2010规范对坐标系转换的定义和步骤,提出了基于C和FORTRAN混合编程技术的程序实现方法:将IAU2006提供的C版本的SOFA天文计算程序和IERS2010规范提供的FORTRAN版本的海潮改正程序制作成静态链接库,并对FORTRAN程序按照C语言的标准进行接口声明,最后使用C语言编写主程序调用静态库实现了坐标变换。实验结果表明,提出的混合编程技术具有实际应用价值和跨平台跨系统的优势,易于推广。     

具有抵偿面的任意带高斯投影直角坐标系的选取方法

根据正形投影的长度综合变形公式，推导出一种获取具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系的方法，理论和实践均表明该方法简洁，有效，能较好地抑制投影过程中的边长变形。     

基于低轨卫星跟踪数据的地球重力场反演

地球重力场是大地测量学、固体地球物理学和海洋学研究中不可缺少的信息源。因此,对地球重力场的研究成为现代大地测量学及其相关地学学科发展中最活跃的领域之一。本世纪,新一代卫星重力探测技术有了重大的进展,CHAMP和CGRACE重力卫星能够以很高的精度恢复重力场的中、长波信息,主要包括精密轨道数据、K波段观测数据以及加速度计数据。基于这类数据可得到高精度的地球重力场模型。在此背景下,本文利用卫星跟踪数据反演重力场模型的理论和方法,提出了改进算法,充分挖掘出卫星跟踪数据中的重力场信息。主要研究内容和创新点如下:(1)在阅读大量文献基础上,阐述了地球重力场理论的研究现状,重点研究了混合边值问题。首先讨论了极区球冠情况下混和边值问题的解法;然后借助于坐标旋转变换将任意球冠下的混和边值问题变换成可解算的极区球冠的情况,并研究了不同坐标系下球谐系数之间的变换关系;利用EGM08重力场模型对建立的求解方法进行模拟计算,结果表明:给出的解算方法能达到亚毫米量级的精度。作为混和边值问题的应用拓展,用于精化局部大地水准面,结果表明:若不顾及边界效应,计算精度至少达到5 cm。因此建立的混和边值问题解法不仅理论上可行,而且能保持足够的计算精度,适用于多种类型重力观测数据的综合处理。(2)基于新思路推导了线性化卫星轨道扰动方程组,该方程组可估算线性化误差。并从数学公式和数值计算上分析了线性化误差的影响,得出结论:舍去项M(t,r_1,ρ)的量级与ρ的二次项相关,舍去项gradT(t,r_2)-gradT(t,r_1)的量级与ρ的一次项有关。(3)基于卫星在地固系的运动公式推导了更加严密的能量守恒方程,通过模拟数据分析改进的地固系能量守恒方程有足够的精度去恢复地球重力场模型。(4)GRACE卫星位差中存在2CPR(two cycles per revolution)误差。利用一个月的GRACE模拟数据分析得出2CPR误差的移除可使3阶以上的重力场系数精度提高1～2个量级以上。     

CHAMP卫星姿态相关参数的确定方法

本文简要介绍了CHAMP卫星星体、加速度计及星敏感器等几种坐标系的定义，详细描述了这几种坐标系与地心惯性系间的坐标转换关系，并给出了实用计算公式及计算步骤。     

东华理工学院测量系简介

东华理工学院测量系成立于1974年．是个以工程测量、国土资源与地理空间信息数据采集与管理为主要特色，以服务于国防、核电和地方国民经济建设为办学宗旨，培养高级专业技术人才的教学研究单位。测量系目前已形成了拥有“大地测量学与测量工程”（2001～2005年江西省重点建设学科江西省示范性硕士点）地图制图学与地理信息工程(院级重点建设学科）两个专业工学硕士学位授予权．“测绘工程领域”工程硕士点和“测绘工程”(江西省本科品牌专业国防军工专业、国家管理专业)、“土地资源管理”(江西省本科品牌专业）、     

几种常用平面直角坐标系与国家统一3°带坐标系转换原理、方法

开展大比例尺测图时,当测区距离国家统一3°带中央子午线较远或测区高程较大时,国家统一3°带坐标系不能满足城市建设和工程建设的需要,需要建立长度变形值不大于2．5 cmk／m 的地方平面直角坐标系。地方平面直角坐标系是国家统一3°带平面直角坐标系的变换,本文研究几种常用地方平面直角坐标系与国家统一3°带坐标系相互转换的原理与方法。     

CHAMP星载加速度计数据(0.1Hz)处理与分析

对2002年第001d到第100d的加速度计数据进行了处理，并将其由加速度计轴系坐标系(IFX)转换到协议惯性系(CIS)，分析了观测数据的质量及相关改正的效果，针对加速度计应用于地球重力场研究进行了讨论，并提出了有益的建议。     

弦线法解算大地测量主题精密公式

本文通过引入测站切面空间直角坐标系，导出用椭球面上弦线解算长距离大地测量主题正、反算精密公式。理论严密，公式封闭简单，宜于电算。为了便于实用，本文还扩展了相应的归算公式。     

卫星重力与地球重力场

卫星重力探测技术可获取全球均匀覆盖的地球重力场信号。以GRACE为代表的卫星跟踪卫星（satellite—to—satellite tracking,SST）计划为人类提供了前所未有丰富的中长波尺度的全球地球重力场信息。本文包含两部分研究内容：一是给出基于能量守恒原理的GRACESST重力观测方程,并采用此方法以实测GRACE观测数据求解得到120阶的GRACE地球重力场模型WHU—GM—05,并同国际上具有代表性的类似模型进行了分析比较;二是采用解析方法分析了SST观测系统中KBR、ACC、星载GPS等有效栽荷误差与获取地球重力场信号性能的响应,为我国SST设计和实施提供参考。     

3维直角坐标系直接转换算法的研究与实现

测绘工作中经常碰到3维直角坐标系的3维转换问题,本文通过简单的几何平移旋转缩放算法,对3维十六参数的直角坐标系变换,进行了理论描述和几何证明以及数据验证。