GPS卫星定位误差分析

GPS测量数据中包含有多种误差,按其产生的来源、性质、大小及对测量产生的影响等进行了介绍和初步分析,提出了相应的措施以便消除或削弱它们对测量结果的影响。     

LEO星载GPS PPP定位周期误差分析及处理策略

采用GRACE卫星的星载GPS观测数据进行动态精密单点定位解算,发现定位误差存在明显的周期特性,第一个特性为每间隔四天的定位误差序列的波形基本重合,第二个特性为相邻两天定位误差序列有横坐标平移的趋势.基于此,提出了两种消除周期性误差的方法,分别为基于中位数建模的周期项误差剔除方法和基于平移预报的周期项误差剔除方法.前者对一组数据序列中的中间序列的精度提升较为明显,后者对精度的提升在整体上较为稳定,对两种方法的改善效果进行综合分析,最终可以将定位精度从5 dm提高到2 dm,三个方向的均方根（RMS）值得到显著降低.      

GEO/IGSO/MEO卫星轨道根数演化分析

本文针对GEO、IGSO、MEO三类卫星,分析了在地球非球形引力影响下的卫星轨道根数变化情况。并采用两年的精密星历反算了GPS卫星的轨道根数长期变化情况,分析了其周年、半年、半月变化的产生原因。对卫星入轨偏差影响进行了分析,得出轨道长半轴入轨偏差是决定卫星实际轨道相对设计轨道演化的重要因素。最后对星座相对结构演化及轨道西移的影响进行了分析。     

相对轨道根数的重轨InSAR卫星基线分析与控制

星载重轨干涉SAR卫星在高程测绘和形变测量中有着全天时全天候和大范围的优势,其中干涉基线是决定干涉性能的重要指标,而卫星重访轨道对干涉基线起着决定性的作用。通过对现有高分三号干涉数据轨道参数的分析,发现干涉基线相比国外先进卫星过长且稳定性有待提高。本文通过对相对轨道根数和机动控制的分析,得到满足重轨干涉SAR系统要求的稳定基线。以第一次观测的轨道为参考轨道,基于在摄动情况下重复观测轨道与参考轨道的相对轨道根数,计算得到重轨干涉基线的变化规律,并对不同纬度的观测目标进行了样例分析。在基线变化规律的基础上,利用机动速度和相对轨道根数的关系,进一步计算得到满足基线状态需求的机动控制方法。通过实际数据分析,给出了相对轨道根数变化对初始理想构型的影响,验证了重轨干涉基线变化规律符合本文的分析,并利用仿真样例给出了使得重轨干涉基线达到预期要求的机动控制方案。实际数据和仿真实验表明该模型能够通过可长时间观测并准确获得的轨道根数直接计算基线状态,并能从干涉基线需求出发,快速准确的得出对卫星的控制策略。     

基于星载接收机的导航卫星自主信号监测理论研究

随着用户对卫星导航系统导航电文质量要求的提高,传统的故障监测和报警方法的响应速度已不能满足用户的需求。在分析星载接收机监测主要故障的基础上,介绍了星栽接收机的监测原理并设计了一套监测方案,该方案能够极大地提高监测卫星广播电文质量的响应速度,基本上能满足卫星导航系统导航电文质量实时监测的要求,仿真计算取得了较好结果。     

星载掩星观测GPS接收机

讨论了星载掩星观测接收机的技术要求和特点，国外掩星接收机的现状和应用、接收机主要组成部分、接收机天线和相应的飞行软件。根据国内现有技术水平和掩星观测技术要求，提出我国星载掩星观测接收机研制的一些意见。     

高程及卫星轨道误差对Z坐标的影响

从Ｚ坐标与高程的关系入手,分析讨论了卫星轨道误差及高程误差对Ｚ坐标精度的影响。结果表明：高程误差对Ｚ坐标的影响随着纬度的增高而增大,在南北半球具有互相抵偿性;卫星轨道径向误差是影响高程精度的重要因素,对高程的影响与基线长成正比。文中提出了改善Ｚ坐标的有效途径,针对ＧＰＳ数据处理如何合理选择ＩＧＳ站,以便有效提高Ｚ坐标的精度提供了一定的理论依据。     

高程及卫星轨道误差对Z坐标的影响

从Z坐标与高程的关系入手,分析讨论了卫星轨道误差及高程误差对Z坐标精度的影响.结果表明:高程误差对Z坐标的影响随着纬度的增高而增大,在南北半球具有互相抵偿性;卫星轨道径向误差是影响高程精度的重要因素,对高程的影响与基线长成正比.文中提出了改善Z坐标精度的有效途径,针对GPS数据处理中如何合理选择IGS站,以便有效提高Z坐标的精度提供了一定的理论依据.     

EOP预报误差对导航卫星轨道预报的影响分析

导航卫星轨道预报是利用精密定轨结果在惯性系下进行轨道外推,再将外推得到的惯性系轨道转换为地固系轨道,然后生成卫星星历数据。由于坐标系转换时使用的是带有误差的地球定向参数（EOP：Earth Orientation Parameters）预报值,转换结果会产生误差,进而影响轨道预报结果的精度。分析了EOP快速预报产品公报A的预报精度,研究了参数预报误差对轨道预报精度的影响。结果表明,对于利用GPS精密星历外推模拟得到的卫星轨道而言,EOP预报1天引起的轨道预报误差大致分布在0．232±0．183m,参数预报7天引起的轨道预报误差大致分布在0．438±0．356m。     

GPS相对定位中气象误差的影响

卫星星历误差和卫星信号传播过程中的大气延迟误差是GPS定位中的两大误差源。随着我国GPS卫星跟踪网的逐步建立，卫星星历误差将基本得以解决。在大气延迟误差中电离层延迟已可利用双频观测资料较好地予以消除（中长基线）。在短基线上，由于两端的电离层延迟具有很强的相关性，因而即使采用单频观测值也可获     

窄频相关接收机用于GPS精密静态定位的性能分析

本文论述了采用ＮｏｖＡｔｅｌＧＰＳＣａｒｄ型接收机（单频、１０通道、Ｃ／Ａ码）窄频相关技术进行精密静态定位的性能。为了进行这种评定，于１９９２年１２月在美国东部实施了一系列测试。在数天时间里观测了０．５－３２０ｋｍ的若干条基线，据以分析基线的重视度及其与地面精密坐标间的一致性。利用双差法和三差法对载波相位观测值进行后处理。为了分离大气误差和接收机误差源，测试中使用了精密星历，并验证了多路径误差对载     

GPS定位的电离层误差

介绍了ＧＰＳ定位的电离层误差,ＧＰＳ接收机的电离层改正及削弱电离层误差的几种方法。     

GPS伪卫星的组合定位技术及其误差分析

介绍了GPS伪卫星组合定位的观测模型,详细论述了GPS伪卫星组合定位中存在的误差源,并对各误差源的消除方法进行了分析。     

基于第二类无奇点根数的改进根数

采用经典Kepler根数描述天体的基本运动方程时,若出现近圆或近赤道情况,将导致一系列的不确定性,即奇点问题.由于导致这类数学奇点的原因是基本根数变量的选择不当,因此有针对性地选择无奇点根数可以解决这一问题.在前人提出的改进的第二类无奇点根数的基础上,给出详细的星历计算和轨道计算推导过程.并且通过摄动运动方程形式分析以及数值计算对改进根数进行了验证.     

星载GPS伪距多路径误差与观测噪声对自主定轨的影响分析

对搭载美国BlackJack接收机的CHAMP/GRACE-A/Jason-2卫星和搭载国产接收机的HY2A/ZY3/TH1卫星的星载GPS数据的伪距多路径误差与观测噪声进行了研究,重点分析了国产接收机伪距多路径误差的变化特性,并研究了多路径误差与观测噪声对星载GPS自主定轨的影响。结果表明:国产接收机的C/A码与P1码伪距观测精度要整体差于美国的BlackJack接收机,而P2码伪距观测精度要整体优于BlackJack接收机;国产接收机P1码伪距受多路径效应影响较大,其多路径误差随高度角减小存在单调递增的变化趋势,其中HY2A、ZY3与TH1卫星的多路径误差最大分别可达3.6 m、1.8 m与0.7 m;这种单调递增变化的多路径误差会导致星载GPS自主定轨位置结果在径向与切向产生系统性偏差。