星载低轨卫星几何法定轨论文_吴显兵

导读:本文包含了星载低轨卫星几何法定轨论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:几何,动力学,平滑,质量控制,动态,数据,论文。

星载低轨卫星几何法定轨论文文献综述

吴显兵[1](2004)在《星载GPS低轨卫星几何法定轨及动力学平滑方法研究》一文中研究指出星载GPS定轨是目前卫星大地测量研究的热点之一。本文基于GPS卫星精密轨道和钟差,较深入地研究了星载GPS几何法定轨及几何法轨道的动力学平滑问题,利用CHAMP星载GPS观测数据,进行了几何法定轨及动力学平滑法定轨的试验。主要研究工作及结论是: ●分析了星载GPS定轨的误差源及IGS所提供的星历的精度,研究了GPS卫星钟差在星载GPS低轨卫星定轨中的应用问题。通过IGS 15分钟间隔钟差的内插值与IGS 5分钟间隔的钟差比较得出,钟差内插精度可达0.046m,完全满足星载GPS低轨卫星定轨的需要。 ●分析了CHAMP星载GPS接收机的伪距观测噪声。结果表明,伪距噪声均方根值为0.236m,当卫星高度角小于30°时,伪距噪声开始明显增大。建议在精密定轨中伪距的测量精度应优于0.3m,相位的测量精度应优于3mm。 ●研究了星载GPS非差观测数据的预处理。引用JPL和BERNE采用的非差观测数据的自动编辑算法,有效地解决了星载GPS观测数据的周跳探测、修复及粗差剔除。 ●研究了几何法定轨的理论和算法,比较了载波相位对伪距进行平滑前后的定轨精度,并利用CHAMP卫星实测资料计算了CHAMP卫星轨道。结果表明,载波相位平滑伪距能有效地提高伪距定轨的精度,用IGS精密星历及内插钟差与用JPL精密星历及30s间隔钟差得到的定轨精度基本相当。 ●研究了几何法轨道的动力学平滑方法,给出了非保守力模型以及CHAMP卫星加速度计数据的使用方法,并利用CHAMP卫星实测加速度计数据对几何法定轨结果进行了动力学平滑。结果表明,动力学平滑能有效改善几何法轨道精度。 ●利用16天的CHAMP星载GPS数据进行了定轨计算。结果表明,几何法定轨的精度在径向、沿迹和法向分别达到0.6m、0.27m和0.25m,动力学平滑法定轨的精度分别达到0.35m、0.20m和0.222m。(本文来源于《解放军信息工程大学》期刊2004-10-01)

韩保民[2](2003)在《基于星载GPS的低轨卫星几何法定轨理论研究》一文中研究指出借助低轨卫星上搭载的仪器而展开的科学研究及各种应用技术的迅猛发展,对低轨卫星定轨精度提出了越来越高的要求。考虑到星载GPS低轨卫星几何法定轨在我国发展还相对缓慢,特别是基于载波相位的相对定轨的发展相对滞后的特点,本文系统研究了星载GPS低轨卫星轨道确定中的理论、方法,对以下一些关键问题作了有益的探索: (一)提出了一种GPS数据预处理方案 现有GPS数据预处理方法大都以最小二乘残差为研究对象,往往会造成粗差及周跳定位不准的问题。本文将粗差的拟准检定法-QUAD法拓展到相关观测的情况,用来检测和修复GPS观测值中的粗差和周跳。该方法的关键是正确选择拟准观测。在初选时,将观测分类,选取符合一定条件的‘较好’的观测(在一定条件允许的范围内)作为拟准观测;复选时依据真误差估值的分群特征,提高了可靠性。算例结果表明,这种方法思路简单、直观,便于实施,在系统误差得到较好处理后,该方法对粗差和周跳的定位准确,并能给出较准确的估值。这对观测数据较少的星载GPS低轨卫星定轨中数据质量控制意义重大。 (二)提出了一种综合卡尔曼滤波方法 本文针对将卡尔曼滤波应用到星载GPS定轨中时存在的问题,提出了一种综合卡尔曼滤波方法。该法用拟准检定法准确地探测和修正量测方程中存在的粗差;用UD分解算法改进了计算精度,克服了由于数值不稳定带来滤波的不稳定性;当判断滤波器发散后,则启用Sage自适应滤波器,调整预测误差方差,以克服滤波器的发散。算例结果表明,这种综合卡尔曼滤波方法具有数值稳定性好、有较强的自适应性和能比较好地削弱粗差影响等优点。 (叁)系统地研究了GPS数据模拟问题,并编制了相应的GPS数据模拟软件 各种定轨方案的论证与比较需要星载GPS模拟数据。星载GPS模拟资料虽不是真实的轨道资料,但在研究某些问题时具有很强的针对性。本文系统研究了GPS观测值模拟的原理、流程,并尽量利用已有的成果和最新研究成果,精心挑选模拟所用数学模型,以尽量使观测模拟值和实际情况相符。算例结果表明:GPS模拟观测值在星载GPS定轨中方案比较、可行性论证中有重作用。 (四)探讨了星载GPS相位相对定轨中的病态性问题,并尝试给出了较有效的解决方案 地面基准站、低轨卫星和GPS卫星之间的几何形状分布不佳,差分技术的应用使得模糊度之间及模糊度和叁维坐标向量改正之间产生较强的相关性,往往都会导致星载GPS定轨中的法矩阵的病态性。本文分析了星载GPS相对定轨中法矩阵构成的特点;探讨了用L曲线法来选择岭参数的岭估计方法,根据星载GPS相对定轨中法矩阵的最后3个特征值比较小的特点,选择截断最后3个特征值的截断奇异值方法,在一定程度上可改善法矩阵的病态性。最后根据欧吉坤研究员等人提出的选权拟合解病态方程新思想,基于TIKHONOV正则化方法,通过选择合适的正则化矩阵R,来显着改善法矩阵的病态性,得到了比较稳定、可靠的定轨结果。 (五)详细分析了星载GPS绝对定轨及相对定轨的原理、方法及合理定轨方案的选择问题 本文较详细地讨论了基于双频相位平滑伪距的消电离层组合,进行星载GPS绝对定轨的原理、算法及其精度评定问题;讨论了利用相位平滑后的双频伪距消电离层组合及双频载波相位消电离层组合,进行星载GPS低轨卫星相对定轨的原理、算法及其精度评定。探讨了几种可能用于星载GPS相对定轨中的随机模型精化方案,最终选择了一种同卫星高度角有关的精化模型,同简化的随机模型方案相比,这种精化随机模型可以显着地提高定轨精度。详细研究了基于载波相位的相对定轨中整周模糊度解算方案,提出先用Bootstrapping方法求基于里载GPS的低孰卫里几何法定轨理论研究解双频伪距和相位的Mw组合的宽巷模糊度,然后代入相位消电离层组合,再求解窄巷模糊度的方法,尽量将模糊度固定为整数值。(六)本文以CHI砚P低轨卫星实测双频观测数据为例,用作者根据Bernese软件改编的定轨软件对以上方法进行了验证,研究结果表明:(1)基于相位平滑伪距的消电离层组合的绝对定轨精度在m级,少数历元超过10m;钟 差估计精度在ns级,少数历元超过IOns;(2)基于相位平滑伪距消电离层组合的相对定轨精度在亚m级,少数历元超过1m;(3)在基于载波相位消电离层组合的星载GPS相对定轨中采取了一些关键措施,例如, 同卫星高度角相关的随机模型、选权拟合改善法矩阵病态性新方法及合理模糊度解 算方案的采用,大大提高了定轨的精度,同GFZ给出的结果相比,叁维坐标分量差 值,大部分历元在cm级,部分历元在dm级。(本文来源于《中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所)》期刊2003-06-01)

胡国荣,欧吉坤,崔伟宏[3](2000)在《星载单频GPS接收机低轨卫星几何法定轨研究》一文中研究指出讨论星载GPS接收机为单频情形的低轨卫星几何法定轨 ,包括绝对定轨法 ,相对定轨法和动态网定轨法 ,并利用TOPEX/POSEIDON卫星星载GPS实现L1观测值进行验证 .结果表明 ,绝对定轨法叁维轨道位置精度可达 2 0m左右 ,适用于低轨卫星实时导航 ;相对定轨和动态网定轨精度均比绝对定轨精度高 ,伪距相对定轨叁维轨道位置精度可达米级 ,载波相位相对定轨精度可达分米级 ;动态网定轨相当于在各基准站相对定轨之间加权均衡 ,并且提高了定轨的可靠性 .相对定轨和动态网定轨适用于低轨卫星后处理定轨 .(本文来源于《天文学报》期刊2000年03期)

胡国荣,欧吉坤[4](2000)在《星载GPS低轨卫星几何法精密定轨研究》一文中研究指出本文讨论了星载GPS接收机为单频情形的低轨卫星几何法定轨,包括载波相位相对定轨法和动态同定轨法,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,其叁维轨道位置精度为分米级;载波相位动态网定轨精度介于各基准站载波相位相对定轨之间,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.(本文来源于《空间科学学报》期刊2000年01期)

星载低轨卫星几何法定轨论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

借助低轨卫星上搭载的仪器而展开的科学研究及各种应用技术的迅猛发展,对低轨卫星定轨精度提出了越来越高的要求。考虑到星载GPS低轨卫星几何法定轨在我国发展还相对缓慢,特别是基于载波相位的相对定轨的发展相对滞后的特点,本文系统研究了星载GPS低轨卫星轨道确定中的理论、方法,对以下一些关键问题作了有益的探索: (一)提出了一种GPS数据预处理方案 现有GPS数据预处理方法大都以最小二乘残差为研究对象,往往会造成粗差及周跳定位不准的问题。本文将粗差的拟准检定法-QUAD法拓展到相关观测的情况,用来检测和修复GPS观测值中的粗差和周跳。该方法的关键是正确选择拟准观测。在初选时,将观测分类,选取符合一定条件的‘较好’的观测(在一定条件允许的范围内)作为拟准观测;复选时依据真误差估值的分群特征,提高了可靠性。算例结果表明,这种方法思路简单、直观,便于实施,在系统误差得到较好处理后,该方法对粗差和周跳的定位准确,并能给出较准确的估值。这对观测数据较少的星载GPS低轨卫星定轨中数据质量控制意义重大。 (二)提出了一种综合卡尔曼滤波方法 本文针对将卡尔曼滤波应用到星载GPS定轨中时存在的问题,提出了一种综合卡尔曼滤波方法。该法用拟准检定法准确地探测和修正量测方程中存在的粗差;用UD分解算法改进了计算精度,克服了由于数值不稳定带来滤波的不稳定性;当判断滤波器发散后,则启用Sage自适应滤波器,调整预测误差方差,以克服滤波器的发散。算例结果表明,这种综合卡尔曼滤波方法具有数值稳定性好、有较强的自适应性和能比较好地削弱粗差影响等优点。 (叁)系统地研究了GPS数据模拟问题,并编制了相应的GPS数据模拟软件 各种定轨方案的论证与比较需要星载GPS模拟数据。星载GPS模拟资料虽不是真实的轨道资料,但在研究某些问题时具有很强的针对性。本文系统研究了GPS观测值模拟的原理、流程,并尽量利用已有的成果和最新研究成果,精心挑选模拟所用数学模型,以尽量使观测模拟值和实际情况相符。算例结果表明:GPS模拟观测值在星载GPS定轨中方案比较、可行性论证中有重作用。 (四)探讨了星载GPS相位相对定轨中的病态性问题,并尝试给出了较有效的解决方案 地面基准站、低轨卫星和GPS卫星之间的几何形状分布不佳,差分技术的应用使得模糊度之间及模糊度和叁维坐标向量改正之间产生较强的相关性,往往都会导致星载GPS定轨中的法矩阵的病态性。本文分析了星载GPS相对定轨中法矩阵构成的特点;探讨了用L曲线法来选择岭参数的岭估计方法,根据星载GPS相对定轨中法矩阵的最后3个特征值比较小的特点,选择截断最后3个特征值的截断奇异值方法,在一定程度上可改善法矩阵的病态性。最后根据欧吉坤研究员等人提出的选权拟合解病态方程新思想,基于TIKHONOV正则化方法,通过选择合适的正则化矩阵R,来显着改善法矩阵的病态性,得到了比较稳定、可靠的定轨结果。 (五)详细分析了星载GPS绝对定轨及相对定轨的原理、方法及合理定轨方案的选择问题 本文较详细地讨论了基于双频相位平滑伪距的消电离层组合,进行星载GPS绝对定轨的原理、算法及其精度评定问题;讨论了利用相位平滑后的双频伪距消电离层组合及双频载波相位消电离层组合,进行星载GPS低轨卫星相对定轨的原理、算法及其精度评定。探讨了几种可能用于星载GPS相对定轨中的随机模型精化方案,最终选择了一种同卫星高度角有关的精化模型,同简化的随机模型方案相比,这种精化随机模型可以显着地提高定轨精度。详细研究了基于载波相位的相对定轨中整周模糊度解算方案,提出先用Bootstrapping方法求基于里载GPS的低孰卫里几何法定轨理论研究解双频伪距和相位的Mw组合的宽巷模糊度,然后代入相位消电离层组合,再求解窄巷模糊度的方法,尽量将模糊度固定为整数值。(六)本文以CHI砚P低轨卫星实测双频观测数据为例,用作者根据Bernese软件改编的定轨软件对以上方法进行了验证,研究结果表明:(1)基于相位平滑伪距的消电离层组合的绝对定轨精度在m级,少数历元超过10m;钟 差估计精度在ns级,少数历元超过IOns;(2)基于相位平滑伪距消电离层组合的相对定轨精度在亚m级,少数历元超过1m;(3)在基于载波相位消电离层组合的星载GPS相对定轨中采取了一些关键措施,例如, 同卫星高度角相关的随机模型、选权拟合改善法矩阵病态性新方法及合理模糊度解 算方案的采用,大大提高了定轨的精度,同GFZ给出的结果相比,叁维坐标分量差 值,大部分历元在cm级,部分历元在dm级。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

星载低轨卫星几何法定轨论文参考文献

[1].吴显兵.星载GPS低轨卫星几何法定轨及动力学平滑方法研究[D].解放军信息工程大学.2004

[2].韩保民.基于星载GPS的低轨卫星几何法定轨理论研究[D].中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所).2003

[3].胡国荣,欧吉坤,崔伟宏.星载单频GPS接收机低轨卫星几何法定轨研究[J].天文学报.2000

[4].胡国荣,欧吉坤.星载GPS低轨卫星几何法精密定轨研究[J].空间科学学报.2000

论文知识图

星载GPS低轨卫星非差几何法定轨示意图武汉站相对定轨结果与慕尼黑大学提供的...

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