稳健估计在轨道改进中的应用

通过对20颗卫星的模拟计算，研究了人造卫星光学观测的轨道改进方法，给出了资料预处理(观测精度σ0=5″)的剔除门限，使野值的比例在大多数情况下小于10％；在轨道改进中，先用Huber估计迭代2次，再用Hampel估计迭代到收敛，保证了轨道改进的精度；重点研究了Hampel估计的权函数参数(C0，C1，C2)的取值，得出结论：对于大于或等于6σ0的野值，C0可取为2．2，C1可取为3．6，C2的取值和野值大小有关．     

人卫光学观测中大异常值的剔除方法

本文详细讨论了人造卫星学观测中大异常值的剔除问题，我们首先将复杂的非线性问题，利用初始轨道，将它转化为便于数学处理的线性模型，用时间差△Ｔ，以及轨道面法向差△θ两个量来分析判别，并提出了一种采用截断最小二乘的Ｌ－估计目标函数进行大异常值剔除的方法，方法的崩溃点为５０％，同时给出了算例，并对初轨精度和剔除门限进行了讨论。     

一种估计观测资料动态误差的方法

给出一种较好的观测资料动态误差估计的方法：单圈改进法，该方法从轨道理论出发，有明确的物理背景，避免了最小二乘拟合阶数和Vondrak平滑法平滑因子不确定性，较为准确地估计了观测资料的动态误差．另外该方法能够反映观测资料的不正常的跳动，对准确地评估观测仪器的性能，进一步改进观测仪器是有益处的．     

已知e或a的先验值的初轨迭代算法

本文讨论由短弧测角资料,已知偏心率ｅ 或半长轴ａ 的先验值时,初轨的迭代算法。某根数的先验值可看作是对该根数的具有一定精度的观测量,在加权残差平方和达到极小意义下,本文导出了最小二乘估计的迭代算法。仿真结果显示,周期的估计精度主要取决于偏心率先验值的精度;当ｅ 足够小时,可用园轨道计算的ａ′作为ａ 的先验值,定出的初轨有较高精度。     

卫星定位中的一种分步加权解算方法

卫星定位中,当可视卫星数目多于4颗时常采用加权最小二乘(Web Login Server,WLS)算法,对各卫星解算权重进行重新评估而获得最优解。然而由于受到多重因素的影响,权矩阵W的构造与确定一直是各类加权算法中的重点和难点。从线性测量方程组出发,通过研究迭代解算过程中用户等效伪距测量误差对坐标位置误差的传递与放大规律,提出了一种新的加权最小二乘解算方法,及其权矩阵的具体构造与实现方法,从而对各未知数进行分步加权与分离解算。通过全球定位系统(Global Positioning System,GPS)实测实验,对方法的可行性和精度水平进行了分析与验证。结果表明,使用该分步加权方法进行定位,解算结果准确度更高、稳定性更好。     

对Blewitt周跳探测与修复方法的改进

在简单介绍Blewitt方法的基础上，针对其存在的一些问题，在野值剔除、周跳探测与修复和模糊度解算方面提出了新思路和算法，从误差角度讨论该方案的可行性．实例分析表明：改进后的方法对周跳探测更“干净”、合理、可行．     

铯原子喷泉钟均匀C场的实现

C场均匀度是影响铯原子喷泉钟性能的重要因素。为了消除漏磁等对磁场均匀度的影响,加入补偿线圈,通过用最小二乘法计算,逐次得出补偿线圈的个数、位置与电流。实验表明：计算数据与实验结果吻合,得到c场不均匀性小于2nT、长度达48cm的均匀区。     

VLBI数据软件相关处理方法研究

VLBI技术是 2 0世纪 6 0年代后期发展起来射电干涉新技术 ,自 2 0世纪 70年代至今VLBI数据预处理主要采用硬件相关处理机。近年来随着通用计算机性能的大幅度提高 ,利用软件方法对VLBI数据进行相关处理逐渐成为可能。介绍了国内外VLBI软件相关处理机的研究进展情况和VLBI数据相关处理的基本数学模型。针对实际软件相关处理方法研究中数学模型应用和各类参数选取等情况作了详细介绍。根据现有数据处理精度和处理速度 ,进一步分析了提高软件相关处理速度的可能性。     

利用端点延拓提高LS + NN模型的UT1-UTC预报精度

现有UT1-UTC预报模式在进行周期项与残差项拟合分离时,通常没有考虑最小二乘拟合序列的端部效应,预报精度难以取得较大提高。针对最小二乘拟合存在的端部效应,首先采用灰色模型在UT1-UTC序列的两端进行数据延拓,形成一个新序列,然后对新序列进行最小二乘拟合,最后再联合最小二乘和神经网络(LS+NN)模型对UT1-UTC原始序列进行外推。结果表明,对UT1-UTC序列进行端点数据延拓再进行最小二乘拟合,能够有效地改善最小二乘拟合序列的端部效应;相对于常规LS+NN模型,端部效应改善的LS+NN模型的UT1-UTC预报精度有一定提高,尤其对中长期预报精度提高更为明显。     

非合作目标分光路激光测距中距离值的确定方法

摘要：卫星激光测距是目前空间大地测量的主要手段之一,在地球动力学和大地测量学等领域有广泛的应用。云南天文台即将开展非合作目标分光路激光测距试验,即激光接收和发射光路系统分别由相邻较近的两台望远镜完成。针对分光路非合作目标激光测距系统,提出了一种非合作目标分光路激光测距中测距值的确定方法,并给出了相应的计算公式,为分光路激光测距数据处理提供参考。     

加速仪数据在CHAMP卫星精密定轨中的贡献

通过用几个实例计算，评估了CHAMP卫星加速仪数据对SLR数据定轨精度的贡献．结果显示用加速仪数据代替非保守力对CHAMP卫星进行精密定轨时，其SLR的残差从原来的16．5cm减少到2．7cm，与精密轨道相比，卫星位置误差由18．9cm减少到6．2cm(一天资料)．     

制约卫星轨道寿命的另一种机制(续)

对于制约低轨人造地球卫星轨道寿命的耗散机制，人们已有足够的重视，但在深空探测中，另一种制约低轨卫星轨道寿命的引力机制同样应予重视，前文讨论了高轨卫星的情况，在第三体引力作用下，有可能导致卫星轨道偏心率产生变幅较大的长周期变化。特别是极轨卫星，其轨道偏心率在一定的时间内可增大到使其近星距rp=a(1-e)≈Re（Re是中心天体的赤道半径），从而落到中心天体上，结束其轨道寿命，目前对低轨卫星作了详尽的理论分析，研究表明，与高轨卫星有类似结果，但其力学机制却不相同，低轨卫星的轨道寿命与第三体引力无关。它取决于中心天体非球形引力位中的扁率项（即J2项）与其他带谐项之间的相对大小，这不仅是一个纯理论结果，也有实际背景，在太阳系中慢自传天体（月球和金星等）的低轨卫星就存在这一问题，还给出了有关判据，并以计算实例作了验证。     

An Implementation of the Logarithmic Hamiltonian Method for Artificial Satellite Orbit Determination

We discuss the use of a recently discovered exact two-body leapfrog for accurate symplectic integration of perturbed two-body motion and for the computation of the state-transition matrix. We pay special attention to artificial satellite orbit determination and describe in detail the evaluation of the perturbing acceleration. Inclusion of air drag and other non-canonical forces are also discussed. The main advantage of this new formulation is conceptual simplicity, for easy programming and high accuracy for orbits with large eccentricity. The method has been evaluated in real artificial satellite orbit determinations.This revised version was published online in October 2005 with corrections to the Cover Date.     

基于SQL/NoSQL的空间目标光学特性数据混合存储策略

为解决海量空间目标光学特性数据入库与检索效率低、非结构化数据存储与管理困难、数据服务扩展性差和无法满足多用户获取实时请求数据的问题,提出一种空间目标光学特性数据混合存储策略.首先,利用光学特性数据中光源与探测角度的规律性,对数据进行处理并构建检索策略;其次,结合空间目标光学特性数据应用领域在数据存储、处理和访问方面的需求特点,构建空间目标光学特性数据混合存储策略,并设计了数据检索体系结构;最后,选取空间目标模拟光学特性数据入库和检索两个场景进行验证.实验结果表明,存储数值数据情况下,混合存储策略数据入库效率较传统关系型数据库提高超过17倍;存储数值数据和图像文件情况下,提高超过34倍;在多用户请求下混合存储策略数据检索效率较传统存储策略有较大提升.提出的混合存储策略能够有效地满足空间目标光学特性相关的仿真、测试与实验对数据的实时请求需求.     

利用长期资料改进双星轨道解的一种方法

早期的地面观测积累了大量关于双星系统的观测资料.相对于近年来的各种观测数据,这些资料兼有精度低的缺陷和时间跨度长的优势．针对同时具有长期资料和依巴谷观测数据的较长周期的双星系统(如依巴谷星表的双星和多星附表中的G型双星系统),提出一种联合拟合方法,即首先通过拟合依巴谷的观测数据IAD寻求目标函数局部极小的轨道解,然后从中选出长期资料的最优解．结合这种方法的可行性分析,讨论了适用该方法的双星系统的轨道特征．作为应用实例,研究了文献中存在两种轨道解且仅有7次长期资料可以利用的系统73Leo,通过伴星质量的外符合分析,给出了具有较高可信度的轨道解．     

模拟研究卫-卫跟踪中星间隔的选择问题

从两要从两个方面讨论了低轨卫星在做卫-卫跟踪(SST)观测时,星间隔的选择问题．1)用地球重力位系数作为扰动量,比较该扰动引起的不同间隔的SST星间距离和速度变化大小．2)用随机误差为1μm／s的星间速度变化作为模拟观测量,恢复不同间隔的地球重力位系数,并做精度评估．两种结果表明,适当增大SST间隔对求解重力场有利,但无限制增大无实际意义,对于选定高度为420km卫星,在作SST观测时,星间隔不宜超过690km,此模拟方法及结果对我国确定重力卫星指标有着重要意义．     

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。     

1.2m望远镜卫星跟踪定位精度的实测与分析

用1.2m地平式望远镜加装的视频CCD、计算机图象数据采集卡及其运用数据处理软件,对2000年4月17日观测视角速度比较快的激光卫星Topex进行了实测及结果分析.每组资料数据为10帧图象,在当天晚上的跟踪观测过程中取得32组数据,用一个二次多项式进行拟合处理后的结果,再把计时误差引起的定位误差分离出来,余下为1.4″误差视为望远镜的跟踪定位精度.为了提高跟踪定位精度,我们认为主要解决CCD计时误差即可.     

Probabilistic Data Association Method for Space Object Tracking

In the optical observation of space objects, multiple measurements often occur in the tracking gate, which brings about the uncertainty of tracking measurement and the reduction of tracking accuracy, causes the instability along the tracking path, and eventually leads to the interruption of tracking and the loss of the target. A new approach, combining the Kalman filter and probabilistic data association, is proposed in this paper for the adaptive tracking of space objects. In this method, the gate of association is predicted by the Kalman filter, while the equivalent measurement obtained from the probabilistic data association is adopted as an effective feed. The experiments show that this technique can effectively improve the tracking accuracy as well as the robustness for the automatic tracking of space objects.