基于Kalman滤波的低轨卫星运动学精密定轨快速算法

提出一种改进的Kalman滤波算法,设计并实现了基于Kalman滤波的运动学定轨方法。通过对GRACE卫星实测数据的计算表明,该方法不仅对计算机要求低,计算效率高,而且能达到与最小二乘法相当的定轨精度,可以作为今后高采样率星载GPS数据的定轨方法。     

应用升降轨SBAS-InSAR技术监测昆明市地面沉降

将SBAS-InSAR技术应用于昆明主城区地面沉降监测,单独处理同一地区2014~2017年的29景升轨和32景降轨Sentinel-1A、1B数据。在升降轨模式下进行数据处理与精度验证,结果表明两种模式下所得到研究区域的平均沉降速率和时序分析基本保持一致。研究发现昆明市沉降漏斗主要位于居民区、地铁、道路、高速公路、以及滇池区域,最大年均沉降速率可达-38.975 mm/a,累积沉降量达到89 mm。研究表明,昆明市地面沉降主要由于近几年城市化建设和轨道交通建设的飞跃发展,导致居民区和交通网络密集,地面载荷增加,地下隧道开挖与地下水开采等问题引起地面软土地层下沉而产生明显的沉降现象。     

地震电磁卫星精密定轨方法研究

高精度卫星轨道是提高卫星应用水平的基础,卫星精密定轨方法主要基于卫星轨道动力学理论．通过跟踪卫星轨迹的测轨技术,将几何和动力学信息进行融合。地震电磁卫星拟采用星载GPS和综合轨道求解方法进行精密定轨．并辅之以人卫激光测距,其定轨的精度可达厘米级。     

关于逐点伪轨跟踪性的研究

设X和～X为度量空间,且X是紧致的,f是X上连续自映射,证明了:若fk有PWPOTP(PWPOTP+),则f有PWPOTP(PWPOTP+);满射f有PWPOTP(PWPOTP+)当且仅当由(X,f)生成的逆极限系统(Xf,σf)上转移自映射σf有PWPOTP(PWPOTP+);PWPOTP(PWPOTP+)是拓扑共轭不变性;设f,g分别为X～和X上自同胚(自映射),π∶～X→X为局部等距覆盖映射,且πf=gπ,若有δ0>0,使对x～∈～X和δ>0(δ≤δ0),x～的半径为δ的开球Uδ(x～)连通,且πUδ(x～)为等距映射,则f有PWPOTP(PWPOTP+)当且仅当g有PWPOTP(PWPOTP+);恒等映射id有PWPOTP当且仅当X是完全不连通的。     

利用区域跟踪网进行GPS定轨研究

计算了全球网和区域网独立的定轨精度,并将区域网融合到全球定轨当中,研究了区域网对跟踪弧段卫星的改进效果.     

星载单频GPS实时精密定轨模型研究

采用星载单频GPS伪距和相位观测数据，构建单频伪距相位无电离层组合(GRAPHIC)消除电离层延迟误差的影响，同时建立伪模糊度参数随机模型，吸收广播星历中的轨道和钟差误差。对国内外8颗低轨卫星星载GPS实测数据进行单频实时定轨模拟解算，结果表明，使用GRAPHIC组合作为主要观测值，实时定轨位置精度达到0.44~0.55 m，速度精度达到0.37~0.63 mm/s，相比于传统的基于双频伪距观测值的实时定轨方式，定轨精度提升40%左右。根据本文星载单频GPS定轨模型和算法，仅使用低成本的单频GPS观测即可以实现低轨卫星高精度实时定轨。     

长距离GPS基线及卫星定轨计算精度

利用６个ＧＰＳ固定观测点３天的观测资料，采用伯尔尼３．５版软件用多种方法计算了长距离ＧＰＳ基线边及ＧＰＳ卫星轨道参数。结果表明，对８００～３０００ｋｍ的ＧＰＳ基线，利用精密星历计算，边长及其经纬度分量重复测量精度可达１０－８～１０－９；同精密星历相比，２天轨道弧段的定轨精度为１～４ｍ（坐标中误差）。显然，采用ＩＧＳ（国际地球动力学ＧＰＳ服务处）计算中心的精密星历可以满足地球动力学及地震预报研究对ＧＰＳ的精度要求，而利用国内的观测点资料作ＧＰＳ卫星定轨，可以满足一般测量的精度要求     

基于区域监测站的BDS定轨策略分析

围绕影响轨道精度和实时性的5个要素（模糊度分类固定、测站数量、定轨弧长、太阳光压模型和多系统组合）展开研究,得出区域测站分布下的定轨优选策略。实验表明,选取中国区域27个均匀分布的地面区域监测站,利用72 h弧长观测数据,采用ECOM 5参数简化太阳光压摄动模型、BDS/GPS双系统联合定轨可达到较好的精度,其中GEO卫星轨道精度约291 cm,IGSO/MEO卫星轨道精度优于11 cm。若BDS单系统采用上述策略进行定轨,也可达到GEO卫星299 cm和IGSO/MEO卫星14.4 cm的近似等价定轨精度。     

静轨卫星扫描影像几何定位误差分析

本文根据线阵扫描成像机理,建立了静轨卫星线阵扫描影像几何定位模型。在考虑比例因子λ为变量情况下,对其外方位元素引起的定位误差进行严密地理论推导与定量分析。同时,利用矩阵理论与变换性质,使繁琐的定位误差推导过程与公式得以简化。根据定位误差公式,基于C++开发其原型系统,并从多个角度对静轨卫星扫描影像几何定位误差进行模拟实验。实验结果表明:单个外方位元素误差与之引起的定位误差之间,呈明显的线性正相关;外方位元素对中心点定位误差影响由大到小的顺序为φ、ω、α、β、H、κ;对边缘点定位误差影响由大到小的顺序为φ、ω、H、α、β、κ;从图像中心到图像边缘,φ、ω、H引起的定位误差逐渐增加,α、β引起的定位误差缓慢减小,κ引起的定位误差缓慢增加,综合定位误差逐渐增加,在边缘增加趋势明显。     

多模GNSS非差精密定轨快速数据处理方法

针对IGS、MGEX和iGMAS的超大观测网数据,提出一种多模GNSS非差精密定轨的快速数据处理方法,分析超快速轨道产品的精度以及数据处理耗时。结果表明,4系统超快速轨道产品的数据处理效率得到明显提高。由于解算时间缩短,给数据准备和下载提供了充足的时间,全天的观测数据能够全部参与定轨解算,各系统的定轨精度均有不同程度的提高。     

邻轨PS-InSAR地面沉降结果拼接处理方法与实验

目前,我国许多经济发达地区都面临着地面沉降灾害的困扰,沉降范围扩大,程度日益加剧,逐渐成为城市发展中亟待解决的问题。永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)作为地表形变测量的主要手段之一,在地面沉降监测中发挥着重要作用。而单轨星载SAR影像成像幅宽有限,在开展大范围地面沉降调查时需要将多轨道PS-InSAR沉降速率图进行拼接。本文重点讨论了入射角效应和参考点差异对PS-InSAR沉降结果的影响,分析了相邻轨道PS-InSAR沉降速率拼接中存在的PS点位置差异和沉降量偏移,鉴此,提出了采用区块法和插值法对异轨重叠区的形变结果求差的思路,以及基于现有软件PS-InSAR地面沉降速率的跨轨拼接处理流程,利用广东珠三角地区ENVISAT ASAR数据进行了实验分析。结果表明,相邻轨道入射角不同会造成沉降量的差异,在多轨道情况下对沉降量影响增大,因此,在拼接过程中需要进行入射角纠正。本文提出的区块法和插值法能有效地求解异轨重叠区的形变差,结果表明区块法优于插值法;相邻轨道参考点差异会造成沉降量偏移,通过区块法或插值法求差可以消除该偏移量。本文提出的拼接流程可将多轨道PS-InSAR地面沉降速率统一到同一基准下,从而获得大范围一致的地面沉降速率。     

EOP预报误差对自主定轨结果影响分析

对地球定向参数的预报误差变化趋势和地球定向参数预报误差对自主定轨生成星历影响及由此给定位产生的影响的分析结果表明：地球定向参数预报误差对长期（110天）自主定轨轨道的径向误差和卫星钟差几乎没有影响,主要影响水平方向（切向和法向）误差,并且这种影响呈现一定的周期性,由此给定位带来的误差影响主要在东西方向和南北方向。     

升降轨融合的施工区域InSAR地表形变监测

以天津某施工区域为研究对象,开展InSAR地表形变监测研究。利用PS-InSAR技术与SBAS-InSAR技术对2017～2021年54景Sentinel-1B数据和65景Sentinel-1A数据进行处理,针对研究区地表形变时间序列,分析建筑物施工对区域地表时序变化及周边建筑物的影响。研究结果表明,沉降主要集中在研究区域两侧建筑物在建区域,抬升主要发生在研究区中间建筑物改造区域;夏季降雨期间,区域地表会出现不同程度的抬升现象。     

两种北斗卫星精密定轨方法的对比

给出了北斗卫星单系统和多系统融合非差精密定轨方法的基本原理和主要区别,并结合实测数据,对比分析了两种方法的定轨精度。结果表明,在一定观测条件下,两种方法定轨精度基本相当,GEO卫星三维定轨精度能达到1 m左右,IGSO和MEO卫星能达到0.2~0.3 m,3类卫星径向轨道精度优于10 cm。     

研究Lienard方程闭轨线的一种方法

结合实例分析说明 Filippov变换在研究 Lienard方程不存在闭轨线时的运用方法