GPS卫星精密定轨中的地球引力加速度研究

影响GPS精密定轨的因素除卫星轨道初值外还取决于力模型的精度,而地球引力加速度是GPS卫星精密定轨力模型中最为重要的部分。为满足精密定轨需要,该文针对目前各IGS中心所采用的简化动力法,深入研究了GPS卫星精密定轨中的地球引力加速度,详细推导了相关公式并编写程序,先后选取7颗GPS卫星及1颗卫星进行计算验证,结果表明:该文所采用的算法得到的地球引力加速度的计算精度优于10E-11ms~(-2),并且当引力位模型阶数为8~12阶时,引力加速度无明显差异。     

太阳光压模型中的偏导数

用矢量微分推导出光压摄动加速度对卫星位置矢量的偏导数公式，并用数值微分方法检验了公式的正确性。     

太阳光压模型中的偏导数

用矢量微分推导出光压摄动加速度对卫星位置矢量的偏导数公式,并用数值微分方法检验了公式的正确性。     

空间目标的地球引力加速度分析及工程实现

目前国内缺少针对雷达观测数据的空间目标定轨开源软件,给从事雷达系统设计的非轨道力学专业的研究人员带来不便.研制定轨软件的核心内容是摄动加速度计算,它是实现高精度数值轨道计算的基础.为此,本文以地球引力为例,介绍了地球非球形引力摄动的数学原理,给出了加速度计算的程序设计思路,实现了接口函数并集成到笔者前期开发的雷达定轨函数库(RadarOrbDet)中.实验结果验证了本文接口函数的有效性,表明该定轨函数库可以辅助科研人员进行雷达系统设计.     

卫星跟踪卫星技术确定地球重力场的加速度法研究

地球重力场是地球的基本物理场,表征着地球物质空间分布、运动和变化,一直是大地测量学科的核心科学任务之一。随着卫星重力测量技术的飞速发展,21世纪初国际卫星重力探测计划,CHAMP、GRACE和GOCE先后成功实施,提供了大量高低卫星跟踪卫星、低低卫星跟踪卫星以及卫星重力梯度观测数据,为研究地球重力场精细结构和构建高精度全球重力场模型提供精确的长波信息。其中,基于卫星跟踪卫星观测值恢复高精度中长波重力场被各国学者广泛而深入地研究。在此背景下,本文研究由卫星跟踪卫星技术利用加速度法确定地球重力场模型的理论与方法。     

顾及地球引力摄动的卫星和卫星星下点位置计算

本文叙述了顾及地球引力摄动的卫星化置计算方法；利用天球坐标系与地球坐标系之间的坐标变换关系，给出了由卫星位置计算卫星星下点位置的严密计算公式。     

基于卫星加速度恢复地球重力场的去相关滤波法

基于加速度法恢复地球重力场时,卫星加速度是由卫星轨道数值微分得到,而数值微分会放大高频误差,进而降低了重力场解算结果的精度.针对数值微分导出的加速度误差具有有色噪声的特性,提出利用去相关算法构造白化滤波器对加速度有色噪声进行滤波处理,并根据去相关的基本原理分别构造了基于三点差分和ARMA模型的白化滤波器.采用不同噪声背景的CHAMP卫星模拟轨道数据进行解算,结果表明:基于去相关滤波解算的重力场模型精度均要比等权解算的重力场模型精度高,初步验证了去相关滤波方法的有效性.     

把地球推离太阳

这只是可能挽救地球的一个设想，哪怕只是帮它苟延残喘。因为如果地球还呆在目前的轨道上，我们将在动难逃。     

利用CHAMP科学轨道数据和星载加速度计数据反演地球重力场

基于卫星动力学理论,采用德国地球科学中心GFZ提供的CHAMP精密轨道数据和星载加速度计数据,反演了36阶地球重力场模型CDS01S。用不同模型之间的位系数差比较模型CDS01S、EIGEN3P、EIGEN1S及EGM96,表明CDS01S模型的位系数最接近于EIGEN3P;比较上述几种模型的位系数精度,表明CDS01S模型的位系数精度高于EGM96;用CDS01S和GGM01C的前30阶位系数分别计算全球2°×2°网格的大地水准面起伏,两者之间的标准偏差为4.7 cm。     

地球质心的运动对卫星轨道的影响

由地心运动引起的引力位1次项系数不为零会对卫星轨道产生摄动.文中主要通过模拟计算来研究地心运动或坐标系统不自洽引起的地心偏离,从而对不同轨道根数的卫星轨道产生的摄动量级.实验表明地心运动对卫星轨道的影响,在高精度精密定轨和反演地球重力场中也是需要顾及的一项内容,特别是在坐标系统不自洽的情况下,影响更大.     

利用星载GPS历元差分计算的平均加速度反演地球重力场

提出了一个新的重力场反演方法,该方法利用由星载GPS相位数据直接求得的卫星平均加速度来反演地球重力场,而无需计算卫星的几何轨道。该方法的优点在于无需求解模糊度参数,并且相邻历元间的系统误差可以有效消除。利用CHAMP和GRACE卫星数据反演重力场模型的算例显示,利用该方法相比利用几何轨道反演重力场获得的重力场模型质量可提高20%左右。     

地球质心的运动对卫星轨道的影响

由地心运动引起的引力位1次项系数不为零会对卫星轨道产生摄动。文中主要通过模拟计算来研究地心运动或坐标系统不自洽引起的地心偏离，从而对不同轨道根数的卫星轨道产生的摄动量级。实验表明地心运动对卫星轨道的影响，在高精度精密定轨和反演地球重力场中也是需要顾及的一项内容，特别是在坐标系统不自洽的情况下，影响更大。     

地球引力位球谐级数展开的收敛性研究

Given a continuous boundary value on the boundary of a "simply closed surface"S that encloses the whole Earth, a regular harmonic fictitious field V*(P) in the domain outside an inner sphere K i that lies inside the Earth could be determined, and it is proved that V*(P) coincides with the Earth’s real field V(P) in the whole domain outside the Earth. Since in the domain outside the inner sphere Ki and the fictitious regular harmonic function V*(P) could be expressed as a uniformly convergent spherical harm...     

利用卫星引力梯度确定地球重力场的张量不变方法研究

应用张量不变理论对利用卫星重力梯度数据确定地球重力场的方法进行了研究,对张量不变观测方程的线性化处理、非全张量观测值的数据处理策略以及采用白噪声特性下的梯度观测值恢复地球重力场的精度等进行了数值分析.结果表明,张量不变解实现了不同观测值的联合求解,基于先验重力场模型的线性化方法在实现张量不变观测模型线性化处理的同时,提...     

地球静止轨道卫星数目对BDS单点定位的影响

针对相同条件下地球静止轨道卫星星历引入的测距误差约为中地球轨道卫星2倍的问题,该文分析了北斗导航系统中地球静止轨道卫星数目对定位的影响。采用实测数据在观测时段内可见的倾斜地球同步轨道、中地球轨道卫星的基础上,逐次增加一颗高度角最大的地球静止轨道卫星参与定位;对比分析了不同数目地球静止轨道卫星参与定位时位置精度因子值的变化,以及在北、东、高方向分量误差及总误差的内外符合精度。数据分析表明,按高度角逐次增加1~4颗地球静止轨道卫星时,系统的位置精度因子值有不同程度的改善,定位精度与增加一颗高度角最大的地球静止轨道卫星时基本相当;对高度角最小的地球静止轨道卫星降权处理,定位精度比未降权时提高。     

SST-HL模式下利用卫星均值加速度反演地球重力场

探讨了SST-HL模式下利用卫星均值加速度反演地球重力场的实用解算模型,给出了抑制卫星均值加速度高频误差的滤波方法和具体数据处理方案。采用61d的GOCE几何法轨道和加速度计数据,在Kaula正则化约束条件下求解了100阶次的重力场模型WHU-GOCE-SST01S(RE),结果表明其整体精度优于EIGEN-CHAMP03S和GO_CONS_GCF_2_TIM_R1模型,验证了所提数据处理方法的有效性。     

Swarm卫星精密定轨与加速度法恢复地球重力场

CHAMP卫星和GOCE卫星分别于2010年和2013年坠落,GRACE卫星仍然超预期运行,随时会坠落,而后续重力卫星计划GRACE Follow-On预计2018年发射,在此期间,Swarm作为唯一的低轨重力观测卫星,将填补重力卫星观测的空白。本文对Swarm卫星精密定轨与加速度法恢复地球重力场进行了研究,实现了Swarm卫星运动学厘米级精密定轨和简化动力学厘米级精密定轨,并基于加速度法恢复了Swarm地球重力场模型。     

ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用

探讨了根据ARMA模型构造白化滤波器对卫星加速度进行去相关滤波的方法。给出了加速度法和去相关最小二乘解算的基本原理,推导了基于加速度法整体求解加速度计尺度因子、偏差参数和重力场位系数的计算公式。在此基础上,讨论了利用ARMA去相关滤波法抑制卫星加速度有色噪声的具体处理方案。实验结果验证了所提方法的有效性。     

完全正常化缔合Legendre函数及其导数计算的综合分析

地球重力场模型的建立和应用,其数值精度和稳定性主要取决于完全正常化的缔合Legendre函数及其导数的计算精度和稳定性.总结了各种常见的计算缔合Legendre函数及其导数的方法,对各种方法进行了数值测试,分析了其精度和效率情况,提出了改进缔合Legendre函数及其导数计算精度和效率的几点意见.