星载GPS的毫米级编队卫星相对定位

在比较分析编队卫星相对定位与陆地相对定位技术的基础上,结合陆地相对定位技术和卫星精密定轨技术提出了基于GPS进行编队卫星相对定位的方法及原理.文章采用2004年4月1日到10日的GRACE卫星实测数据进行了相对定位计算,并采用KBR观测数据对本文相对定位结果和JPL单独定轨结果进行了外部检核,检核结果表明:1. 与直接采用单独定轨结果相比,该方法可以明显提高卫星的相对位置精度.2. 利用本文方法计算的两颗GRACE卫星相对位置精度约为4.5 mm.     

导航解算中的有色噪声及其协方差矩阵自适应拟合

使用Kalman滤波进行动态导航定位解算需要涉及函数模型和随机模型,而在实际应用中,精确的函数模型和随机模型很难直接给出,因此,动态Kalman滤波的精度和可靠性将会受到函数模型误差和随机模型误差的影响.在假设观测噪声和动力学模型噪声主要是具有一阶自相关特性的有色噪声的基础上,提出了一种基于移动窗口的有色噪声函数模型和随机模型的自适应拟合法.给出了计算有色噪声估值和噪声协方差矩阵的表达式,并利用实测数据验证了模型及算法的可行性和实用性.计算结果表明,该算法能有效抵制有色噪声对导航滤波结果的影响.     

轨道面旋转角对GEO卫星广播星历参数拟合的影响

广播星历参数拟合是建立卫星导航系统的一项关键技术,星历用户算法的简洁高效直接决定了用户导航定位的效率。在基于GEO、IGSO和MEO三类卫星的北斗二代导航定位系统中,GEO卫星的广播星历参数拟合是迫切需要解决的难点之一。基于广播星历参数的最小二乘解法,推导出了轨道面旋转角对广播星历参数的影响表达式,分析了轨道面旋转角的大小对广播星历参数拟合稳定性的影响。计算结果表明,通过增加轨道面旋转角不仅很好地解决了GEO卫星广播星历参数超限的问题,而且确保了广播星历参数拟合算法的精度和可靠性。     

CHAMP卫星加速度计标校参数序列的谱分析

给出了利用能量守恒方法求定CHAMP卫星加速度计标校参数的基本原理和算法．对2001年8月-2003年12月共约两年半的CHAMP卫星加速度计数据进行了标校，导出了尺度、偏差和偏差漂移参数的时间序列，分别采用最小二乘谱分析和抗差谱分析对这些时间序列进行了分析．结果表明，尺度、偏差和偏差漂移参数都有明显的周期变化，但各主周期项略有差异．尺度的主周期是441d、220d、126d和13．4d的周期变化，其中220d和441d的周期变化的贡献相对较大．偏差中有明显的220d、126d和13．4d周期变化，各周期变化的贡献几乎相当；偏差漂移的主周期是220d、13．4d和9d的周期变化，其中13．4d的周期变化最为显著，几乎比其他周期项变化高出一个数量级．另外尺度和偏差参数还有明显的长期变化，而偏差漂移参数的长期变化不明显．     

附加速度先验信息的车载GPS/INS/Odometer组合导航算法

在GPS/INS车辆组合导航中,GPS信号易受外界干扰而失锁。针对INS单独导航误差迅速累积的问题,在利用速度先验信息辅助INS导航的基础上,加入Odometer观测信息,提高了系统的可观测性和导航精度;另外提出了改进的位置修正法,即不直接利用状态估值修正位置,而是用修正后的速度推算位置。实测算例结果表明,与INS单独导航相比较,采用速度先验信息,提高了载体速度精度,采用改进的位置修正方法,位置精度有大幅度提高;在此基础上加入Odometer观测信息,位置和速度精度得到进一步改善。     

星载GPS几何法实时定轨有关问题的研究

首先讨论了星载GPS几何法实时定轨的绝对定位方法和各种差分技术。由于伪距差技术能克服GPS卫星的星历误差、卫星钟误差，特别是SA误差的影响，而且实现难度不大，所以应用它来实时定轨。实测数据的处理表明，它能明显提高定轨的精度。然后分析了星载GPS所受扰动影响的情况，对应用抗差估计削弱GPS卫星信号扰动的影响进行了试验，试验的结果说明抗差估计能进一步提高星载GPS几何法定轨的精度。     

航天测绘发展现状与展望

航天测绘是全球基础测绘的主要手段,包括卫星地形测量、卫星重力测量、卫星磁力测量、卫星测高、卫星海洋测量等。航天测绘工程的发展经历了“返回型测绘卫星”工程、“传输型测绘卫星”工程和部分“集成型测绘卫星”工程。首先梳理了国际卫星测量的发展历史和现状,阐述了我国航天测绘各个阶段所发挥的作用,并分析了存在的问题,最后对航天测绘的未来发展提出了思路。     

南极GPS定位中的电离层延迟分析

基于南极地区国际GNSS服务组织(IGS,International GNSS Service)跟踪站的全球定位系统(GPS,Global Position System)双频实测数据,分析了南极地区电离层延迟的变化情况及其二阶项延迟对南极GPS定位结果的影响.结果表明:南极地区的总电子含量(TEC,Total Electron Content)日间波动频繁,其日间TEC最大值变化较中纬度地区剧烈;在南极地区夏季,电离层二阶项延迟对GPS定位结果的影响可达cm级.同时,由于欧洲定轨中心(CODE,The European Center for Orbit Determination)提供的全球电离层模型(GIM,Global Ionosphere Maps)在南极区域应用的局限性,通过选取南极地区6个IGS跟踪站作为基准站建立了区域电离层TEC模型(RIM,Regional Ionosphere Model).经实测数据计算证明,对于南极地区,RIM的定位精度在一定程度上优于全球电离层模型GIM.     

基于自适应滤波的编队卫星实时相对定轨

提出基于自适应滤波的编队卫星实时相对定轨算法，利用2005-12-09—10两颗GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）卫星的GPS（Global Positioning System）实测数据进行实时相对定轨试验计算，采用JPL（Jet Propulsion Laboratory）轨道对试验结果外部检核，结果表明:①自适应滤波相对定轨通过自适应因子，可以较好地平衡编队卫星的观测信息和相对动力学信息，其相对定轨结果精度优于Kalman滤波相对定轨结果；②自适应滤波相对定轨结果随着星间基线缩短而精度提高；③两颗GRACE卫星采用单频伪距和广播星历进行自适应滤波相对定轨，可以得到精度优于6cm的星间基线。     

卫星精密轨道抗差估计的研究

建立了卫星精密轨道抗差估计批处理的模型，给出了抗差估计权函数、影响函数等方面论述了抗差估计批处理的抗差性，从理论上说明了抗差估计批处理能充分利用有效观测，限制了利用可用观测，排除了有害粗差影响，得到了正常模式下的最佳估值；给出了抗差估计批处理的计算步骤；应用激光测距数据对Lageos卫星进行了精密定轨，结果表明，抗差估计比经典最小二乘估计得到的卫星轨道更稳定，由实际情况进一步说明了抗差估计批处理具有明显的抗差性。