卫星与测站钟差支持条件下的GEO卫星精密定轨

在基于伪距的GEO卫星精密定轨中, GEO卫星的静地特性导致定轨解算无法对星地组合钟差进行有效估计, 需要独立的时间同步支持. 本文讨论了卫星和测站钟差支持条件下的GEO卫星定轨原理, 利用仿真数据系统地分析了中国区域网跟踪条件下GEO卫星的定轨精度, 从定性和定量角度分析了钟差二次项、星地时间同步精度、站间时间同步精度及系统差等因素对定轨精度的影响.     

一种高精度实时GPS卫星钟差预测算法

为获得高精度实时GPS卫星钟差,文章提出一种基于多项式和最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LS-SVM)相结合的钟差预报方法.该方法采用国际GNSS服务发布的超快速观测星历建模进行短期预报,首先根据卫星钟的物理特性用附有周期项的多项式模型进行拟合以提取趋势项和周期项,然后用LS-SVM对多项式拟合残差进行建模预报,最后将预报结果加上趋势项和周期项,得到最终的钟差预报值.试验结果表明,所提算法能够实时有效地对GPS卫星钟差进行预报,且精度优于超快速预报星历.     

环境卫星-1的特性和用途

环境卫星 - 1(ENVISAT- 1)即将于2 0 0 1年 7月发射 ,这是欧空局 (ESA) 1颗先进的多用途卫星。星上装载了 8台遥感器 ,比美国的 EOS- AM1(后改名为 Terra,19 99年 12月 18日发射 )装载的遥感器更多 ,因此用途更广泛。1　 ENVISAT- 1计划目的ESA分别于 1991年 4月和 1995年 4月发射了欧洲遥感卫星 - 1、 2 (ERS- 12)两颗卫星。目前 ,ERS- 2仍在运转 ,至今已积累了 10年对地观测资料。 EN-VISAT是 ERS计划的后续计划 ,它将继续开展对地观测和地球环境研究。ERS是海洋动力环境卫星 ,主要用于海洋动力学现象的探测 ,诸如海平…     

粗差拟准检定法在星载GPS低轨卫星定轨中的应用

利用自适应卡尔曼滤波进行星载GPS低轨卫星定轨时,必须解决量测方程中经常存在的粗差问题.在分析以往方法的优缺点后,用拟准检定法来探测和修正量测方程中存在的粗差.该法的优点是辨识粗差准确率高,能同时定位多个粗差.另外,为了克服星载GPS低轨卫星定轨的滤波器可能出现的数值不稳定性及发散现象,还采用了UD分解算法及Sage自适应滤波器.最后用一个CHAMP卫星的模拟算例验证本方法的可行性和有效性.     

星载GPS低轨卫星几何法精密定轨研究

本文讨论了星载ＧＰＳ接收机为单频情形的代轨卫星几何法定轨,包括载波一相对定轨法和动态网定轨法,并利用Ｔｏｐｅｘ／Ｐｏｓｅｉｄｏｎ卫星星载ＧＰＳ实测数据中Ｌ１载波相位观测值进行验证,结果表明,载波相位相对定轨精度与地面基准站的观测质量有关,其三轨道位置精度为分米级;载波相位动态风定轨精度介于各基准站皮相位相对定轨之间,它相当于在各基准站相对定轨之间加权均衡,而且提高了定轨的可靠性。     

月球卫星的精密定轨

发射月球卫星是探测月球的一个重要途径,而且为了找水,多采用极轨方式.由于作为中心天体的月球与地球有所不同,导致月球卫星的运动及其相应的轨道摄动解亦有明显差异.在这种背景下,本文选择采用一组适用于0≤e<1和0°≤i<180°的无奇点根数、充分利用数值法和分析法各自特点的定轨方法,给出月球卫星的精密定轨方案,并以测距的模拟资料进行了实算,计算结果与理论分析相符,有实用前景.     

灰色模型在卫星钟差预报中的缺陷分析

卫星钟差预报是时间同步的关键技术之一,方法繁多。针对灰色模型在卫星钟差预报中的应用,以GPS Rb钟钟差预报为实例,从模型构造上分析了该模型在卫星钟差预报中存在的缺陷,有利于该模型的改进和完善。     

观测资料和卫星钟差对PPP参数收敛影响分析

在GPS 单点定位中, 参数解算的收敛时间和收敛稳定性是重要的研究内容之一, 影响收敛时间和收敛稳定性的因素很多, 本文主要就观测资料的不同采样间隔、卫星钟差资料的不同采样间隔、不同的定位精度要求对精密单点定位中参数收敛时间的影响进行了深入的分析探讨, 以中国上海GPS综合应用网中的12个测站资料为例, 分析了采样间隔、定位精度要求与收敛时间的关系, 并对不同采样间隔的收敛时间进行了统计分析, 得出一些初步结论.     

一种高精度GPS卫星钟差预报方法

为了获得实时高精度GPS钟差,提出了采用快速星历建模进行短期预报。文章先对钟差数据提取趋势项,再利用傅里叶分析研究其周期特征以确定建模与预报时间段长度,最后利用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络建模实时预报钟差。由于RBF神经网络用于非线性数据建模效果良好,在提取线性趋势项并合理确定建模周期后,该方法能够得到较好的预报结果。实际预报结果表明,文中方法得到的预报钟差精度高于超快速星历,能够满足分米级实时精密定位的要求。     

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。     

编队飞行的小卫星精确定轨方法的研究

针对编队小卫星间的相对飞行特点,在Hill方程描述编队飞行小卫星间相对运动的基础上,提出利用星间无线电测距的相对自主定轨,来获得环绕小卫星精确轨道的卫星定轨方法。通过具体仿真计算,并与小卫星GPS自主定轨方法相比较。仿真结果表明,此方法确实有效。     

一种同步卫星授时方法的再探讨

通过对原有测轨和预报方案的改善,对共视时差法时刻比对的进一步研究.实验结果表明: 采用现在的测轨和预报方案,时刻比对的事后处理精度与以前相当,优于1,但预报精度比以前有了较大提高,对卫星轨道预报1星期,相应的时刻比对精度也基本可保持在1μs以内.     

CHAMP and GRACE accelerometer calibration by GPS-based orbit determination

Current and planned Earth observation missions are equipped with highly sensitive accelerometers. Before using the data, the instrument has to be calibrated by determining scale and bias parameters for each axis. Here, the accelerometer measurements are used in a GPS-based reduced-dynamic orbit determination approach, replacing the non-gravitational force models, and nominally daily calibration parameters are estimated. Additional empirical accelerations are estimated to account for deficiencies in the applied force models. This method is applied to 5 years of CHAMP and GRACE data, resulting in an orbit precision at the level of a few centimeters. In along-track direction the calibration parameters can be estimated freely, scale factors of 0.96 ± 0.014 and 0.95 ± 0.015 are obtained for GRACE A and B, and 0.85 ± 0.024 for CHAMP. A constant scale factor results in the smoothest bias series, with clear trends and occasional jumps. In radial and cross-track direction tight constraints to a priori biases have to be applied. Furthermore, the determined orbits are analyzed with respect to reference trajectories, and SLR, phase and KBR residuals are presented.     

Measuring atmospheric density using GPS–LEO tracking data

We present a method to estimate the total neutral atmospheric density from precise orbit determination of Low Earth Orbit (LEO) satellites. We derive the total atmospheric density by determining the drag force acting on the LEOs through centimeter-level reduced-dynamic precise orbit determination (POD) using onboard Global Positioning System (GPS) tracking data. The precision of the estimated drag accelerations is assessed using various metrics, including differences between estimated along-track accelerations from consecutive 30-h POD solutions which overlap by 6 h, comparison of the resulting accelerations with accelerometer measurements, and comparison against an existing atmospheric density model, DTM-2000. We apply the method to GPS tracking data from CHAMP, GRACE, SAC-C, Jason-2, TerraSAR-X and COSMIC satellites, spanning 12 years (2001–2012) and covering orbital heights from 400 km to 1300 km. Errors in the estimates, including those introduced by deficiencies in other modeled forces (such as solar radiation pressure and Earth radiation pressure), are evaluated and the signal and noise levels for each satellite are analyzed. The estimated density data from CHAMP, GRACE, SAC-C and TerraSAR-X are identified as having high signal and low noise levels. These data all have high correlations with anominal atmospheric density model and show common features in relative residuals with respect to the nominal model in related parameter space. On the contrary, the estimated density data from COSMIC and Jason-2 show errors larger than the actual signal at corresponding altitudes thus having little practical value for this study. The results demonstrate that this method is applicable to data from a variety of missions and can provide useful total neutral density measurements for atmospheric study up to altitude as high as 715 km, with precision and resolution between those derived from traditional special orbital perturbation analysis and those obtained from onboard accelerometers.     

基于伪距和观测量的地球同步卫星动力学定轨研究

利用伪距和观测量对同步卫星进行了动力学定轨的研究,给出了伪距和观测量的测量方程和修正方法,采用国内4个监测站的模拟数据进行了仿真计算．结果表明,采用7天弧长伪距和数据进行轨道改进及轨道外推的精度,与5天弧长数据的计算结果相当,但远优于3天数据的计算结果．在观测随机误差为3m时,7天弧长数据定轨精度约为5m,预报7天径向精度优于20m．     

Jason-2 DORIS phase measurement processing

The DORIS instrument on Jason-2 is the first of a new generation. The satellite receivers have now seven simultaneous measurement channels, with synchronous dual frequency phase and pseudo-range measurements. These measurements are now described in a similar manner as GPS measurements and an extension of the RINEX 3.0 format has been defined for DORIS. Data are available to users with a shorter latency.