中高轨卫星广播星历精度分析

GPS广播星历参数具有物理意义明确、参数少、精度高等优点,可以考虑将它应用于其他卫星导航系统。但是GPS系统的卫星构成比较单一,而其他卫星导航系统可能包含中地球轨道 (MEO)、倾斜地球同步轨道(IGSO)和地球静止轨道(GEO)等多种不同类型的中高轨卫星。分析了采用GPS广播星历参数时,MEO、IGSO和GEO卫星的广播星历拟合精度,特别讨论了轨道倾角接近于0的GEO卫星的广播星历拟合精度,并给出了相应的改进措施。计算表明,对于 MEO卫星,2 h的广播星历拟合精度(三维位置)可达厘米级;对于IGSO卫星和轨道倾角较大的GEO卫星,4 h的广播星历拟合精度约为0．1 m,径向位置误差在厘米量级;而对于轨道倾角接近于0的GEO卫星,若不采取特殊措施,由于轨道倾角和升交点经度统计相关,其广播星历拟合精度很差,为此提出了一种坐标转换方法。采用此方法后的广播星历拟合精度可达0．1 m,径向位置误差为厘米量级。     

类星体HⅠ谱线的切仑柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)的关系

在切仑柯夫线发射理论的框架下,本文统一地讨论了类星体HI谱线的切合柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)之间的内在关系。忽略类星体宽线区气云外层光薄区中HI复合线的贡献,利用观测到的Lyα线相对于CIV线的相对红移,即切金柯夫红移,定出第二能级上粒子数布居R_2～0.02,利用观测的〈I(Hα)/I(Hβ)〉值定出参量x_β～14.0。在给定参量T～11000K时,HI的巴尔末线的切仑柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)同时与观测值相符甚佳,这对切仑柯夫线发射理论是一个有力的支持。     

用非差分方法确定单颗导航卫星的轨道

在导航系统中有时需要对单颗导航卫星进行定轨.此时由于无法组成常用的同历元单差或双差以消除卫星钟差或接收机钟差,有必要发展新的定轨策略和精度分析.该文以GPS为例,讨论在不依赖于星站间时间同步的情况下,对单颗导航卫星进行精密定轨.首先分析了GPS卫星钟差以及GPS接收机钟差的特性,发现在一定间隔内钟差主要表现为线性变化,而在去除这一线性项后,非线性钟差在3 m以内.利用GPS的伪距对单颗卫星定轨,在将钟差的主要部分作为测距的偏差和偏差变化率后,伪距测量量等价于常见的测距测量量.在利用等价的测距测量量定轨时可同时解算出偏差和偏差变化率参数.为验证该方案的可行性及其定轨精度,利用实测GPS观测数据进行了试验.结果表明,此种定轨方案定轨的径向精度优于4 m.考虑到GPS接收机的频率信号是由普通的晶振产生的,如果地面接收机采用原子钟提供的频率标准,其钟差的非线性部分将更小.模拟计算表明,采用本方案可以期望得到更高的定轨精度.     

导航卫星历书参数拟合改进算法

该文对导航卫星历书拟合问题进行了综合研究,结合J2项分析解,提出了一种新的卫星历书拟合方法和用户算法.该方法只需下列参数表示历书: Week、Toa、a、e,i、Ω0、ω0、M0,比正常的GPS卫星历书参数少一个:Ω.用户算法可以根据一阶摄动理论,由新历书参数a、e、i计算Ω,并对MEO、IGSO、GEO卫星的历书参数近地点角进行改进.通过多组模拟轨道和IGS精密轨道的历书拟合实验,结果表明采用新方法具有参数少、计算量少、迭代收敛快、拟合MEO卫星历书精度高等优点,同样适用于高轨GEO、IGSO卫星.     

一种适用于大偏心率轨道密集星历精密计算的快速处理方法

空间目标探测和编目是航天器安全的重要课题, 空间目标数量巨大, 造成轨道计算的工作量十分繁重. 分析方法虽然计算速度快, 却不能适应高精度观测资料的处理工作, 因而数值方法将成为目标轨道计算的重要方法. 空间目标编目工作普遍涉及密集星历的产生和计算问题, 针对这一问题的大偏心率轨道数值计算目前尚未形成兼具计算精度和计算效率的有效技术手段, 难以满足编目工作的处理要求. 在此背景下, 提出一种适用于大偏心率轨道密集星历精密计算的快速处理方法, 并通过数值实验对模型参数进行优选, 最后通过计算实例证实了该计算方案的优越性.     

An Efficient and Precise Method for Calculating the Dense Ephemeris of High Eccentricity Orbit

Detection and cataloguing of space targets are an important issue for spacecraft safety. The large number of space targets makes the workload of orbit calculation very heavy. Being fast in calculation, the analytical method however cannot handle the processing of high-precision observational data. The numerical method on the contrary is good at the orbit determination for such targets. The cataloguing of space targets generally involves the production and calculation of dense ephemeris, for which an effective technique procedure that can calculate the orbit of High Eccentricity with both high accuracy and high efficiency has not yet formed, making the cataloguing difficult. In this paper, we propose a fast processing method that is suitable for the precise calculation of dense ephemeris for orbits with High Eccentricity, and optimize the parameters through numerical experiments. The superiority of the method is verified by examples.     

基于STK的寿命末期GEO卫星轨道演化分析

地球同步轨道上的GEO卫星接近寿命末期时,星上的有效载荷和电子元器件等仍能正常应用,此时如果只做东西方向的位置保持,可以大幅度延长卫星的在轨工作寿命。简要介绍了引起GEO卫星轨道变化的主要摄动力,利用STK软件分析寿命末期GEO卫星的运动规律,并给出这类GEO卫星轨道演化的仿真分析流程,用以指导寿命末期GEO卫星的开发应用工作。     

The Q Values of the Galilean Satellites and their Tidal Contributions to the Deceleration of Jupiter''''s Rotation

The relationship between the k2/Q of the Galilean satellites and the k2J/QJ of Jupiter is derived from energy and momentum considerations. Calculations suggest that the Galilean satellites can be divided into two classes according to their Q values: Io and Ganymede have values between 10 and 50, while Europa and Callisto have values ranging from 200 to 700. The tidal contributions of the Galilean satellites to Jupiter's rotation are estimated. The main deceleration of Jupiter, which is about 99.04% of the total, comes from Io.     

基于iHCO通信卫星的CAPS星座优化研究

中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System,CAPS)把寿命末期的地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)通信卫星推到比GEO轨道高约200 km的倾斜高圆轨道(inclined Highly Circular Orbit,iHCO),卫星相对地球向西漂移。利用该类卫星组建CAPS导航星座,可以实现全球范围内的导航通信覆盖。重点开展基于iHCO通信卫星的CAPS星座优化研究,结果表明:利用GEO通信卫星和iHCO通信卫星组成的星座可以实现较好的空间星座布局,可以满足一般导航用户的需要。     

第一代北斗星座卫星对GALILEO卫星导航定位系统增强性能仿真

第一代北斗星座已经于2003年布置完毕，基本实现了中国本土及周边的导航定位功能。中国作为GALILEO卫星导航定位系统开发的重要参与者，研究北斗系统和GALILEO卫星导航定位系统的集成问题十分必要和迫切。本文，就第一代北斗星座对GALILEO卫星导航定位系统的增强性能进行分析，主要对PDOP指标进行了仿真。给出了国内典型城市的PDOP及其一天内的变化曲线。     

A Model of Relation between Fluctuation of Double Differential Total Ionospheric Electron Content and Angular Distance of the Two Satellites Observed by Same-beam VLBI

Time delay and phase fluctuation are produced when the signals of a spacecraft are transmitted through the ionosphere of the earth, which give rise to a great influence on the measurement precision of VLBI (Very Long Baseline Interferometry). Using the 1-year same-beam VLBI data of 2 satellites (Rstar and Vstar) in the Japanese lunar exploration project SELENE, we obtained a model of the relation between the fluctuation of double differential total electron content in the ionosphere and the angular distance of the two satellites. For the 6 baselines, the root mean square r of fluctuation (in units of TECU) and the angular distance of the two satellites θ (in units of ^°) has a relation of r = 0.773θ + 0.562, and for the 4 VLBI stations, the relation is r = 0.554θ + 0.399 from the baselines inversion. The results can serve as a reference for the derivation of differential phase delay and for the occultation observation and study of planetary ionospheres.