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。     

VLBI在GEO卫星精密定轨中的应用

影响GEO轨道确定精度的原因主要有两方面:一是高轨卫星的几何跟踪条件受到局部测轨网的限制;二是卫星相对于地面的动力学约束信息较弱.利用一个针对GEO卫星的简化动力法定轨的协方差分析模型,研究了联合测距跟踪网和甚长基线干涉测量(VLBI)对定轨精度的改善情况.指出测距系统的校正误差是常规测距跟踪网定轨精度的主要误差源;当附加一条东西向VLBI基线时,仅利用不定期的少量VLBI高精度数据就能够显著改善测距偏差对轨道的影响,从而保证了卫星的整体位置解算精度.     

CEI对静止轨道共位卫星的轨道确定

主要考察了CEI对静止轨道共位卫星的轨道确定能力。仿真结果表明,利用CEI对共位卫星进行定轨时,需采用基线阵列。对于110°E共位卫星采用三亚-昆明基线阵列、10 km基线和2 d的数据,可使绝对轨道精度达百米级;外推至14 d时,相对轨道精度保持在m级。同样,要使绝对和相对轨道精度达到相同的量级,对于80°E共位卫星,需选用昆明-三亚基线阵列、100 km基线和1 d的观测弧段;对于140°E共位卫星,需选用上海-三亚基线阵列5、0 km基线和2 d的观测弧段。     

航天器姿轨控始末时刻的动力学标定方法

航天器姿控和轨控始末时刻的精确标定,是精确模制机动过程的基础。本文针对传统χ2检验法对模型小异常不敏感,提出了移动窗口的多步检测量和双检验因子,通过调节高、低置信因子的大小,提高检验量敏感性的同时,可保证检验结果的可靠性,从而实现航天器姿控开始时刻的精确标定。通过建立线性姿控力和平均化的轨控推力,对姿控和轨控过程进行概略补偿,标定轨控始末时刻,实现姿控、轨控和巡航过程的剥离。本文以CE-1第3次近月轨道机动为例,采用国内VLBI网的监测数据,验证了该方法对姿控轨控始末时刻的在线标定。     

分布式自主定轨的岭型EKF算法

针对分布式自主定轨模式,在分析病态性问题产生原因的基础上,将岭估计与EKF算法相结合,提出了岭型EKF算法,并给出了岭参数的具体确定方法。利用STK仿真Walker24/3/1星座并进行分布式自主定轨,结果表明岭型EKF算法是有效的。     

液核地球自转速率变化的带谐潮效应Ⅰ——理论公式

根据液核地球动力学原理，重新推导了在日月子引潮力作用下的地球自转速率变化的理论公式，由此明确地引入了液核影响因子，它与地球和液核的极转动惯量的变化有关。不同于Yoder．C．F(1981)的理论，本文给出了基于引潮力位Doodson展开的地球自转速率变化、日长变化和世界时变化的理论公式，指出尺度因子的转动惯量应取为地幔的有效极转动惯量，Love数应取地幔的有效Love数的理由．     

液核地球自转速率变化的带谐潮效应Ⅰ--理论公式

根据液核地球动力学原理,重新推导了在日月子引潮力作用下的地球自转速率变化的理论公式,由此明确地引入了液核影响因子,它与地球和液核的极转动惯量的变化有关。不同于Yoder.C.F(1981)的理论,本文给出了基于引潮力位Doodson展开的地球自转速率变化、日长变化和世界时变化的理论公式,指出尺度因子的转动惯量应取为地幔的有效极转动惯量,Love数应取地幔的有效Love数的理由。     

多星定轨条件下北斗卫星钟差的周期性变化

基于地面监测网的多星精密定轨可以同时解算出北斗卫星轨道和卫星钟差。由于轨道和钟差的耦合影响,卫星钟差时序难免会出现周期性波动。此外,受限于目前并不完善的北斗全球监测网络分布、系统导航文件缺失以及定轨后处理软件的设置问题,3类卫星的钟差均存在大量数据间断问题。本文利用适用于间断数据的谱分析方法,对多星定轨条件下的北斗卫星钟差数据进行了周期项提取,并利用周期项改进后的钟差预报模型评估了24h以内的预报精度。基于近一年的数据分析表明,北斗GEO卫星钟差3个主周期依次为12、24和8h,IGSO卫星钟差的3个主周期依次为24、12和8h,而MEO卫星钟差的3个主周期依次为12.91、6.44和24h。与改进前相比,周期项改进后的钟差预报模型将北斗卫星钟差在24h以内的预报精度提高了20%~40%。     

GPS和Galileo系统下RAIM算法可用性分析

介绍了RAIM算法中故障检测及其完好性保证的原理,采用STK仿真得到GPS和Galileo系统的卫星坐标及中国区域内的格网点坐标,结合航空用户对完好性需求,比较了GPS和Galileo系统下、不同类型导航性能需求的RAIM算法的可用性结果,分析了截止高度角、可视卫星数对故障检测可用性的影响。结果表明:当截止高度角越低、可视卫星数越多,故障检测的可用性越高;相同截止高度角条件时,Galileo系统下的RAIM可用性要高于GPS系统;单一的GPS导航系统难以满足垂直引导进近和精密进近等高等级的航空需求。     

静地卫星定轨的模糊度及基线选址

在短基线相位干涉法卫星定轨原理的基础上,分析了各主要误差源及其对相位模糊度计算的影响特性,指出目标卫星的初始轨道精度是影响模糊度解的主要因素;讨论了高稳定度的原子钟和共用本振方法以及近角距的较差观测对提高模糊度解的可靠性和精密定轨的积极作用.最后提出了综合有效率的概念,它可作为地面双基线布设及最优选址的参考依据.