GAIM电离层同化方法进展

电离层是复杂的空间层结,其变化受太阳活动强度、地球磁场等因素影响。随着空间技术发展的需求,电离层天气变化成为目前空间天气预报最重要的内容之一。最近10年,人们利用卫星在电离层观测方面取得了重大进展,尤其引人注意的是:无线电掩星观测技术正走向应用的新阶段,加上已经建立的全球大量的地基GPS观测网,它们不仅为电离层动力学模式研究提供了丰富的电离层资料,而且为电离层预报提供了很好基础。因此,电离层天气预报成为当前重要的、前瞻性的研究方向,电离层资料同化是电离层预报最重要的研究内容之一。该文系统介绍这方面国际动态,重点是美国的USC/JPL和犹他州大学开展全球电离层同化模型研究、全球电离层同化研究的进展,以及在电离层天气预报中应用的初步成果。     

利用非差资料的精密点定位方案解算区域GPS网

单站精密定位（Precise Point Positioning，以下简称PPP）是在同时固定GPS精密星历和卫星钟的前提下，利用载波相位和伪距资料进行单台站的精密点定位，采用该方法时不同台站之间不存在共同的待估参数，即各台站互不相关，这一特点大大降低了计算量，采用美国喷气推进实验室JPL发展的数据处理软件GIPSY处理APSG联测资料，计算表明PPP的重复率相当于目前国内普遍采用的双差解算结果，采用较好保持地面网构型的无基准算法，计算表明通过Helmert参考系转换后，PPP的解算结果与双差算法的外符精度大致相当，解算表明，采用PPP处理100个台站约需3．5小时，而处理同样的资料采用双差算法则需18－20小时，对于我国即将建成的大科学工程或地震监测的多达2000个接收机的GPS网而言，在保持精度前提下的节省计算资源和计算时间的PPP解算方案值得广泛的应用。     

登月飞行轨道力学模型的选取

为了计算登月飞行轨道，需要知道摄动力对登月飞行轨道的影响，以便计入满足精度要求的所有摄动模型。与人造地卫星轨道相比，登月飞行轨道有一些不同的特征，这些特征使得登月飞行轨道所受的摄动力的影响不同于人造地球卫星所受的摄动影响。我们采用适当的方法选取了满足登月飞行轨道计算精度要求的摄动模型。     

状态转移矩阵的差分算法及其应用

指出用数值积分方法计算状态转移矩阵在程序实现时存在的困难。根据精密定轨和参数解算的实际需要,提出用差分算法,即通过两条接近的轨道的差来计算状态转移矩阵差分算法的优点是程序具有良好的结构且编程简单,其不足之处是差分时可能损失精度。将差分算法与数值积分方法的结果进行比较,提出克服其不足处的方法。     

中国区域GPS单频点定位在不同类型磁暴主相期间定位性能分析

地磁暴期间,电离层可出现不同程度的扰动,显著影响GNSS导航系统性能.本文针对GNSS系统应用需求,全面分析了不同等级磁暴主相期间GPS单频点定位精度在中国区域(地磁中、低纬地区)的受扰情况.结果表明,定位误差极端值的出现概率与磁暴等级呈正相关,也与测站纬度相关(低纬一般高于高纬),定位精度在U(垂直)方向受影响程度明...     

北斗卫星轨道预报精度分析及改进

针对北斗GEO、IGSO、MEO的3种卫星类型和动态偏航、零偏航两种姿态控制模式,进行了以ECOM光压模型为基础的轨道预报精度分析。确定了北斗3类卫星的短期、中期、长期预报光压参数选择策略。采用光压参数修正法,通过对北斗卫星光压参数长期变化规律建模,有效提升了地影段轨道长期预报精度。研究结果可同时服务于北斗卫星轨道确定及历书参数生成。     

拟合后剩余残差的统计检验与待估参数的选择

在空间技术的实际资料处理中,经常遇到不同待估参数组合解算的ＲＭＳ水平大致相当而估值结果相差甚远的情况．本文提出采用残差统计检验的方法,结合ＲＭＳ的大小,来判断精密定轨和参数解算的好坏．将拟合后的剩余残差序列看作一个随机变量样本,并假设其满足正态分布,采用高阶矩和皮尔逊χ２ 统计量来度量残差序列偏离正态分布的程度．根据统计检验的结果,提出选择合适的待估参数的标准     

运动学统计定轨法应用于CE-1落月轨迹确定

运动学统计定轨方法不同于常规动力学统计定轨方法和几何法,既不需要建立飞行器的动力学模型,又可以利用整个弧段的测量信息进行统计计算,所以采用运动学统计定轨的方法描述飞行轨迹特别适用于嫦娥二期的动力落月过程。对嫦娥一号(CE-1)落月过程,采用运动学统计定轨方法,联合USB和VLBI数据进行轨道计算并确定CE-1的落月轨迹以及撞月点的位置,将所得结果与动力学统计定轨结果进行比较。计算表明,运动学统计定轨方法精度可以满足工程要求,可以为探月工程二期软着陆阶段的导航提供一种较为可行的定轨方法。     

小倾角LEO多星天基平台光学跟踪GEO精密定轨

针对地基卫星测控系统(Tracking Telemetry and Command, TT&C)系统对地球静止轨道(Geostation-\lk ary Earth Orbit, GEO)卫星在空间和时间覆盖上的局限性, 提出小倾角低地球轨道(Low Earth Orbit, LEO)多星组网天基平台对GEO卫星进行跟踪定轨的方法. 根据空间环境和光学可视条件对仿真数据进行筛选以模拟真实的观测场景, 利用光学测角数据, 使用数值方法对GEO卫星的轨道进行确定. 结果与参考轨道进行重叠对比, 在平台轨道精度5 m、测量精度5rq\rq、 定轨弧长12 h的情况下, 两颗LEO卫星对GEO卫星进行跟踪定轨的精度可达到千米量级, 4颗LEO卫星对GEO目标进行跟踪定轨的精度可达到百米量级. 随着LEO组网卫星数量的增加, 定轨精度得到了较大的提高.     

利用残差统计检验评估区域GPS大地测量网解算方案

采用美国喷气推进实验室JPL发展的GIPSY软件解算区域GPS网，比较了固家精密星历和同时固定精密星历及卫星钟参数2种解算方案，残差统计检验表明前者的左中仍保留了部分未解出的信号而后者的残差接近于白噪声高斯分布，解算结果与ITRF96的比较和对重复率的统计表明，残差分布合理的解算较优，简单的线差统计检验的计算可提供重要的解算评估。