基于CEI测量的GEO目标快速轨道恢复

连线干涉测量(Connected Element Interferometry, CEI)是一种全天时全天候的被动测角技术, 已用于空间目标的跟踪监视. 地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星需要频繁机动以保持轨位或完成其他任务, 其机动后的快速轨道恢复能力对于监视预警极为重要. 针对基于CEI的GEO短弧定轨和预报, 分析了定轨算法的形亏和数亏, 在附加先验轨道约束的短弧定轨基础上, 提出了轨道半长轴初值的自适应优化方法. 利用亚太七号卫星的CEI仿真和实测数据进行了短弧定轨和预报, 实验结果表明, 采用优化后的半长轴初值, 30min短弧定轨和10min预报的卫星位置分量精度均优于4km, 能够满足非合作GEO目标机动后快速轨道恢复的需求.     

基于转发式的北斗卫星导航系统地球静止轨道卫星精密定轨试验

地球静止轨道卫星(GEO)在北斗卫星导航系统(Compass)的卫星导航中具有特别重要的作用,除了利用导航系统自身的伪距相位以外,利用其他的测轨系统对其进行精密定轨有着重要的意义。利用国家授时中心的转发式测轨网对Compass的GEO卫星进行观测,获取转发式测轨数据,利用该数据对Compass的GEO卫星进行精密定轨分析。分别从观测数据的观测精度,定轨残差以及轨道重叠误差等方面分析GEO卫星的定轨精度。     

导航卫星系统功率增强技术与覆盖范围研究

基于国内外导航卫星功率增强设计的研究,在系统层面上仿真分析我国导航卫星系统中的GEO卫星在不同的仰角下天线波束的地面覆盖区域。在对功率增强技术分析的基础上,着重研究我国导航卫星系统的功率增强信号的覆盖范围,给出10 dB、15 dB、20 dB、25 dB不同功率增强要求下,地面接收功率、天线波束覆盖范围的仿真分析,提出功率增强要求对于卫星的约束条件。并从地面接收信号强度、功率增强的覆盖范围、功率增强技术的实现难度、导航卫星系统的多普勒碰撞问题方面进行的我国导航卫星系统与GPSⅢ系统性能对比。     

GEO卫星Hill方程的分析型解法

提出并实现了一种求解静地轨道GEO(geostationary orbit)卫星Hill方程摄动解的分析型方法。根据地固坐标系下GEO卫星运动的特点,在其定点处把摄动力进行泰勒展开,通过选择特定的参考轨道获得了GEO卫星的地球扁率摄动解。在此基础上,成功地将拉普拉斯变换运用于GEO卫星的Hill方程,得到了一组可用于求解摄动分析解的递推积分公式。通过逐次趋近的方法,利用这组积分公式可以有效地实现由低阶解推求高阶解。     

GEO空间碎片轨道变化分析

针对GEO（Geostationary Earth Orbit）在轨及附近空间的碎片,首先分析了不同面质比光压摄动的量级,并给出一年内地影的分布情况,然后推导适合GEO的春分点根数的拉格朗日摄动运动方程,从动力学角度分析面质比对轨道的影响,最后给出相应的数值验证,证明了空间碎片的面质比与光压摄动对轨道的影响成正比.     

中高轨卫星广播星历精度分析

GPS广播星历参数具有物理意义明确、参数少、精度高等优点,可以考虑将它应用于其他卫星导航系统。但是GPS系统的卫星构成比较单一,而其他卫星导航系统可能包含中地球轨道 (MEO)、倾斜地球同步轨道(IGSO)和地球静止轨道(GEO)等多种不同类型的中高轨卫星。分析了采用GPS广播星历参数时,MEO、IGSO和GEO卫星的广播星历拟合精度,特别讨论了轨道倾角接近于0的GEO卫星的广播星历拟合精度,并给出了相应的改进措施。计算表明,对于 MEO卫星,2 h的广播星历拟合精度(三维位置)可达厘米级;对于IGSO卫星和轨道倾角较大的GEO卫星,4 h的广播星历拟合精度约为0．1 m,径向位置误差在厘米量级;而对于轨道倾角接近于0的GEO卫星,若不采取特殊措施,由于轨道倾角和升交点经度统计相关,其广播星历拟合精度很差,为此提出了一种坐标转换方法。采用此方法后的广播星历拟合精度可达0．1 m,径向位置误差为厘米量级。     

Adopting cloud computing to optimize spatial web portals for better performance to support Digital Earth and other global geospatial initiatives

A spatial web portal (SWP) provides a web-based gateway to discover, access, manage, and integrate worldwide geospatial resources through the Internet and has the access characteristics of regional to global interest and spiking. Although various technologies have been adopted to improve SWP performance, enabling high-speed resource access for global users to better support Digital Earth remains challenging because of the computing and communication intensities in the SWP operation and the dynamic distribution of end users. This paper proposes a cloud-enabled framework for high-speed SWP access by leveraging elastic resource pooling, dynamic workload balancing, and global deployment. Experimental results demonstrate that the new SWP framework outperforms the traditional computing infrastructure and better supports users of a global system such as Digital Earth. Reported methodologies and framework can be adopted to support operational geospatial systems, such as monitoring national geographic state and spanning across regional and global geographic extent.     

未来对地观测协作与防灾减灾

介绍一种跨国家、跨组织的综合、持续、协同的分布式对地观测系统(GEOSS)和国际对地观测政府间协调组(GEO)的源起,以及GEO的组织机构、相关活动、《华盛顿宣言》、《GEOSS十年实施计划》、《GEOSS十年实施计划指南文本》、《GEO 2006年度工作计划》、《GEO UIC 2006年工作任务》等;分析GEOSS与防灾减灾的关系。最后介绍GEO成员国美国、欧盟、中国及国际组织WMO、IEEE在构建GEOSS方面所做的努力与成绩,并指出加强国内对地观测相关部门、单位与研究小组之间协作与数据共享对提高中国防灾减灾能力的重要性。     

一类改进的对地静止卫星中间轨道

通过引入拉格朗日方程,重构了定点坐标系下的对地静止(GEO)卫星摄动运动方程。继而把地球引力位在GEO卫星的定点邻域内泰勒展开,并采用拉普拉斯变换,得到了一类改进的中间轨道。5天的外推结果表明,改进的中间轨道精度相对于同类型的中间轨道精度提高了4个量级,且形式简单,可以很好地用于GEO卫星的定轨协方差分析中。同时,也可为GEO卫星轨道设计、地面观测站配置等工作提供参考。     

星载GPS地球静止轨道卫星自主定轨的新算法

针对地球静止轨道卫星的特点，提出了一种自主定轨的新算法——积分滤波算法，即利用Kalman滤波进行动力学模型数值积分与GPS定轨的有效融合。讨论了该算法的基本过程及其中Kalman滤波的数学模型和重要参数。最后给出了仿真实验过程和结果，证明了该算法的可行性。