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X射线脉冲星导航定位技术研究

X射线天文学催生了X射线脉冲星导航,并为其提供了理论和技术基础,本文分析了X射线脉冲星导航的原理和计算方法,介绍脉冲星导航研究的重大意义及进展情况,分别对该技术涉及的关键技术,即脉冲星巡天、脉冲到达时间、X脉冲探测器、时空基准的建立与维持和导航算法等做了介绍。     

关于坐标旋转法进行地球静止轨道导航卫星广播星历拟合的探讨

介绍基于坐标选转法的GEO广播星历拟合算法,推导坐标系旋转前后卫星瞬时轨道根数及其摄动的解析关系式,分析选择不同惯性系(不同的X轴指向和不同旋转角)对卫星轨道根数及其摄动的影响,通过仿真GEO轨道的广播星历拟合实验分析不同坐标旋转角度对星历参数拟合结果的影响。分析和试验表明:①采用简化法,经坐标变换后得到的轨道倾角不为常数,而是随着选择的参考历元不同呈周期性变化;②选择不同的惯性参考系会导致轨道倾角摄动以不同的放大倍数放大后被新坐标系的轨道升交点赤经摄动和近地点幅角摄动吸收,放大倍数可达几十倍至上百倍甚至出现奇点;③拟合得到的GEO卫星星历参数Δn和.Ω的取值范围随坐标旋转角的增大而减小。     

北斗区域卫星导航系统电离层建模精度分析

北斗卫星导航系统是首个建成的区域导航系统,其在电离层建模中的可行性和作用倍受关注。采用多项式模型构建区域电离层模型,利用IGSjfng和cut0两站观测数据,从穿刺点分布、单系统建模精度和BDS/GPS融合建模精度等方面分析了北斗区域系统对于电离层建模的作用。结果表明,利用北斗建立电离层模型,其残差标准差小于1.2TECU(1TECU=10~(-16)m~2),外符合精度优于4TECU,与利用GPS建模精度相当,但融合北斗和GPS数据相对于采用单系统建模精度无明显提升。     

卫星钟差解算及其星间单差模糊度固定

整数相位模糊度解算可以显著提高GNSS精密单点定位（PPP）的精度。本文提出一种解算卫星钟差的方法,通过固定星间单差模糊度恢复出能够支持单台接收机进行整数模糊度解算的卫星钟差,即所谓的“整数”钟差。为了实现星间单差模糊度固定,分别通过卫星端宽巷FCB解算和模糊度基准的选择与固定恢复出宽巷和窄巷模糊度的整数性质。为了证明本文方法的可行性,采用IGS测站的GPS数据进行卫星钟差解算试验。结果表明,在解算钟差时,星间单差模糊度固定的平均成功率为73%。得到的卫星钟差与IGS最终钟差产品相比,平均的RMS和STD分别为0.170和0.012 ns。448个IGS测站的星间单差宽巷和窄巷模糊度小数部分的分布表明本文得到的卫星钟差和FCB产品具备支持PPP用户进行模糊度固定的能力。基于以上产品开展了模拟动态PPP定位试验,结果表明模糊度固定之后,N、E、U和3D的定位精度（RMS）分别达到0.009、0.010、0.023和0.027 m,与不固定模糊度或采用IGS钟差的结果相比,分别提高了30.8%、61.5%、23.3%和37.2%。     

GPS三频载波相位组合误差分析及选择方法

本文首先从GPS双差模型出发，给出了三频载波组合的基本形式，依据该形式，得到了组合波长表达式，并分析了电离层误差和观测噪声对三频组合的影响。由这些误差特性，给出了三频线性组合系数的选取方法，并给出了一些常用的线性组合形式，分析了它们的优缺点。最后，简单介绍了目前主要的三频模糊度解算方法CIR和TCAR。     

三星编队TDOA定位精度分析

利用低轨微纳卫星编队测定地面无线电发射源位置是全球范围内监视非合作无线电信号源的高效手段。采用星基TDOA测量实现无源定位是其中关键技术。本文分析了影响星基TDOA定位误差的主要因素。针对三星编队监测卫星，给出了基于高程约束的单历元定位方法及多历元距离差定位方法，利用仿真数据对上述定位方法精度进行了试验分析。结果表明，采用等边三角形编队卫星，对海面非合作信号源，TDOA单历元定位精度约为510 m,多历元定位精度可提高到110 m,高低配置三角形编队卫星在星下点轨迹附近定位误差较大。