转发式测距设备时延中的温度效应

为实现高精度卫星测距,测定了转发式卫星测距地面设备时延与环境温度之间的关系.利用已知发射通道和接收通道时延的调制解调器测定了待测调制解调器的接收通道和发射通道时延,使用转发式卫星测距地面设备测定了地面站设备整体时延.由地面气象仪器获得环境温度参数.利用测定的时延和温度数据研究了设备时延与温度之间的变化关系.统计分析表明:在自然温度条件下,设备时延的变化与温度的变化之间基本呈线性关系.对于高精度卫星测距,温度对设备时延的影响不能忽略.     

基于高精度对流层延迟改正的转发式卫星测定轨

转发式卫星测定轨传统上一直使用气象站数据和Saastamonien模型,计算天顶对流层延迟,精度约为4 cm。为了提高对流层延迟改正精度,并进一步提高卫星测定轨精度,在转发式测轨站上并址配置测地型GPS/BDS多系统接收机,基于IGS/iGMAS产品计算得到各站高精度的对流层天顶延迟,精度约为5 mm。将此新的对流层延迟改正应用于定轨软件,开展了GEO卫星转发式测定轨试验。试验结果表明:使用本文方法的对流层延迟后,定轨精度有较为明显提高,平均重叠弧段轨道差由1.402 m,减小到1.268 m,改善约为10%。     

地球定向参数预报误差及其对北斗三号卫星定轨精度的影响

地球定向参数(Earth orientation parameters, EOP)是地球参考系到地心天球参考系之间转换的桥梁,是卫星精密定轨过程中不可缺少的重要参数。以国际地球自转服务(International Earth Rotation Service, IERS)和中国科学院上海天文台(Shanghai Astronomical Observatory,SHAO)提供的EOP参数为例,分析了北斗三号仅区域网观测模式和星地星间联合观测模式下的定轨精度与EOP预报误差间的关系。研究表明,对于IERS提供的产品,其预报误差对仅区域站定轨模式的定轨精度影响较小,但是其10 d内的预报误差对星地星间联合定轨模式定轨精度的影响可达到分米级。对于SHAO提供的产品,两种定轨模式的定轨精度均随着EOP预报天数的增大而逐渐衰减。除此之外,不同产品的星地星间联合定轨模式下定轨精度均小于仅区域网监测下的定轨模式下的定轨精度,表明星间链路的加入可以降低卫星定轨对EOP预报误差的依赖。该研究对区域观测条件下的卫星精密定轨工程实现具有重要意义。     

关于星—星跟踪与地面跟踪的联合定轨问题

关于航天器测轨问题,由天基网部分地代替地基网是目前航天测控的一个发展趋势,现已实现的利用全球导航系统（ＧＰＳ）和跟踪与数据中继卫星系统（ＴＤＲＳＳ）对低轨用户星的测轨手段就是如此。本文将阐述另一种类型的测轨模型和具体定轨方法,即一个中低轨卫星星座中的卫星与地面站的组合对星座中其它卫星进行定轨。     

转发器式卫星测轨方法

提出了转发器式卫星测轨方法。发射信号和接收信号的不同组合,形成不同模式的转发器式卫星测轨方法,并给出了不同模式下归算转发器式卫星测轨的公式。自发自收模式下的转发器式卫星测轨方法的观测和计算结果表明,定轨观测残差小于9cm。用转发器式卫星测轨方法,不但能给出高精度时间比对结果,而且能给出高精度卫星轨道和卫星预报轨道。     

DORIS系统及其结果

本文阐述了DORIS系统,它是目前一种新型的高精度的测轨定位系统跟踪网,介绍了它近几年来进展过程和今后的发展前景.DORIS系统为低轨道卫星的测轨精度约为10cm.根据以往DORIS资料的估算结果,它可提供低于10m的绝对定位和几个厘米的相对定位精度。     

区域导航卫星精密定轨研究

区域卫星导航系统采用混合星座设计,GEO(地球同步轨道)卫星是系统的重要组成部分,其精密定轨技术也是导航系统的关键技术之一。GEO卫星的高轨特性致使地面跟踪基线长度有限,定轨几何条件不佳;其静地特性致使卫星轨道与钟差存在强相关特性,对于基于伪距的GEO卫星定轨模式,需要星地与站间时间同步技术的支持。因此,如何利用区域卫星导航系统的多种测量技术实现多模式、多层次的导航卫星精密定轨,是一项值得深入研究的课题。     

非坐标方法确定卫星时间信号的传递时延

在卫星电视授时系统方案中，为确定标准秒信号从发射站经卫星到用户接收站的传播时延值，需要知道收，发地面站及卫星的坐标，所以，在高精度的卫星电视授时系统中，需要建立高精度的同步卫星定位网。本文提出在没有卫星定位网的条件下，用非坐标方法来确定卫星时间信号到用户的传递时延，其授时精度为几μｓ。     

基于CAPS,BDS和GPS的组合卫星定位精度分析

随着GPS,GLONASS,Galileo和BDS等全球卫星定位系统的建设和完善,同时采用两个或两个以上定位系统信号进行多系统组合定位成为导航领域研究的热点。相比传统的单系统定位,多系统组合具有更好的定位、测速、授时性能以及更强的环境适应性。通过CAPS,BDS和GPS三个系统的静态单点联合定位解算,实现了转发式定位系统与直发式定位系统的联合定位,验证了中国区域定位系统参与多系统全球导航卫星系统定位的可行性,并分析了组合定位的性能与定位精度。分析表明,中国区域定位系统参与多系统联合定位解算是完全可行的,单点定位精度优于3 m,且还有提高的空间。中国区域定位系统的加入,丰富了全球导航卫星系统的选择,对提高全球导航卫星系统联合定位的多样性,改善联合定位性能具有研究意义及应用价值。     

CAPS系统中iHCO卫星轨道演化分析

中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System,CAPS)拟采用比地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)高150~300 km的倾斜高圆轨道(inclined Highly Circular Orbit,i HCO)卫星组建导航通信星座。分析了在多种摄动力和卫星入轨偏差作用下的倾斜高圆轨道卫星的轨道演化过程。该项工作可用于倾斜高圆轨道的优化设计,为利用倾斜高圆轨道卫星组建优良的中国区域定位系统导航通信星座提供参考。     

卫星大地测量区域网定轨精度的分析

本通过卫星激光测距全球网和区域网（北美网和欧洲网）定轨结果的比较，分析了区域网定轨所能达到的精度。结论是区域网所测定的轨道可替代全球网轨道，满足区域性大地测量和地壳运动研究的需要。     

双向不对等几何路径对卫星双向时间频率传递的影响

分析了在卫星双向时间频率传递中,由地面站间钟差和卫星运动引起的双向几何路径不对等导致的双向几何路径时延差对双向时间比对计算结果的影响。选取了3颗卫星（中卫1号、北斗3G、IGSO70）和3组地面站（北京-成都、北京-喀什、北京-三亚）组成的9条卫星双向时间频率传递链路作仿真计算。对于这9条链路,仿真结果显示：1）当两地面站间钟差在1μs～10 ms范围内时,通过GEO卫星比通过IGSO卫星的双向不对等几何路径时延之差对双向时间比对计算结果的影响（τ值）较小;2）假设地面站间钟差在1 ms内时,通过 GEO卫星的卫星双向时间比对链路所对应的τ值均在皮秒量级,一般可忽略;通过 IGSO 卫星的卫星双向时间比对链路所对应的τ值均在纳秒量级,一般不可忽略。     

我国局部网对近地测地卫星定轨精度的估计

本文利用模拟观测资料，估计了中国卫星跟踪网对近地测地卫星定轨和测定一些跟踪站地心坐标所能达到的精度。同时分析了近地卫星定轨的主要误差源，如大气模型、地球引力场模型的不确定性和跟踪网站坐标的误差等所产生的影响。     

区域GPS网实测电离层变化和卫星硬件延迟的可靠性研究

根据高精度卫星导航定位的实际需要,介绍了利用中国GPS区域网双频相位平滑伪距实测数据,准实时监测区域网电离层电子总含量(TEC)变化和GPS卫星硬件延迟(DCB)的方法和结果.着重研究了区域网独立测定DCB的可靠性,利用中国境内的GPS站点分别构造了3个大小不同的区域网,通过实测DCB和垂直电子总含量(VTEC)与CO...     

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。     

基于转发式测轨系统的GEO卫星机动检测初探

通过对利用C波段转发式测轨网观测"鑫诺一号"卫星得到的原始资料进行初步分析,探讨卫星轨道机动时卫星在测站与卫星连线方向的距离、速度和加速度的变化规律,并提出一种通过对原始观测数据的拟合比对,实现GEO卫星(地球同步卫星)轨道机动检测的方法。分析比较表明,用该方法检测到的卫星机动开始和结束时刻与星载推力器实际喷火开始和结束时刻之间的差别小于3 min,该方法对处于机动期间的轨道确定有一定的积极意义。     

一种单站精确测量通信卫星本振频率的方法

星载振荡器频率的测量对利用通信卫星进行标准时间和频率传递有重要的意义,测量的难点是多普勒频移的处理。提出了一种只需要一个地面站而不需要定轨系统就可以精密测量卫星本振频率的方法。根据卫星两个下行信号的频差与多普勒频移的关系,可以计算得到卫星相对于主控站的径向速度。然后测量其中一个下行频率后,就能计算星载振荡器的频率值。实际测量结果表明,这种方法的测量精度优于2.4×10-10。     

彩色电视副载波信号在卫星定轨中的应用（摘要）

即使静止、同步卫星有着标称位置，但由于各种摄动的存在会使卫星轨道发生漂移．而在许多应用中，例如高精度时间同步，必须精确知道卫星的轨道．另外，由于很少为时间传递、时间同步发射专用卫星，所以它通常使用以其他目的为基本任务的卫星，如气象卫星、通信广播卫星等．以往，这些卫星的轨道信息总是由卫星主管部门给出，在这种情况下，卫星的轨道确定不可能专门考虑第二目的．为此，应用部门为了满足自己的需要，在不影响卫星基本功能条件下，采用闭路动态技术来精确确定卫星的轨道．本文在简要叙述闭路动态卫星定轨原理的基础上，探讨了利用卫星彩色电视副载波信号测速进行同步卫星定轨的可能性．并给出单台站的某些试验测量结果．     

导航卫星精密定轨与时间同步技术进展

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)通过播发卫星钟差和精密轨道信息实现时间和空间基准信息向导航用户的传递.随着高精度原子钟等导航卫星载荷、星间链路等天基/地基监测手段以及数据处理方法等技术的不断更新,卫星轨道和钟差产品的精度和实时性也逐步提升. 2018年12月,北斗三号卫星导航系统正式开通,为"一带一路"国家提供实时高精度、高可靠的基本导航定位服务.综述了北斗导航系统从北斗二号区域系统到北斗三号全球系统精密定轨与时间同步处理面临的困难和挑战,针对上述问题,阐述了北斗运行控制系统的解决途径和实现指标.与GPS等其他GNSS系统进行比较,分析了不同导航系统技术特点.最后展望了精密定轨与时间同步技术未来的发展路线图,为更高精度的GNSS导航定位授时服务提供参考.     

CCD测角与激光测距技术综合测定空间目标的轨道

空间目标包括在轨卫星、空间碎片等,对其测定轨是空间攻防和空间利用的重要前提。由于地面测站资源有限,单站测量是目前对空间目标尤其是空间碎片测定轨较常用的方式。卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)技术测量精度很高,可达米级(非合作目标),甚至厘米级(合作目标),但不能单独用于单站短弧定轨;电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)天文定位技术可观测距离较远的目标,但测量精度为角秒级,换算至空间距离不如SLR技术高。两者的联合为空间目标的高精度定位和跟踪提供了可能,并成为未来空间目标地基测量的发展方向。作为空间碎片单站监测的前期工作,对合作目标的单站定轨精度进行了评估。处理了1500 km高AJISAI低轨卫星的实测数据,分析了单站CCD测角和激光测距数据对低轨空间目标的联合定轨能力,并充分考虑两类不同类型观测数据的精度,数据综合时对其进行合理加权。利用全球激光站资料进行精密定轨,并以此作为参考轨道,采用上海佘山站AJISAI卫星2010年、2011年4天6圈的实测激光测距数据,以及CCD测角数据,开展了单站单圈和单站多圈定轨和预报试验。试验结果表明,测距数据的加入对定轨精度和24小时预报精度的改善非常明显,可提高至少一个数量级;单站单圈联合定轨和24小时预报的精度分别为20 m以内及数百米,单站多圈联合定轨和24小时预报的精度分别在米级及数十米。期望实验结果为中国未来的空间碎片望远镜建设提供参考。