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《山东科技大学》 2010年
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低轨遥感卫星精密定轨研究

益鹏举  
【摘要】:随着低轨卫星在国民经济、军事、科研等方面的广泛应用,各国发射的低轨卫星越来越多,这些卫星身负不同的科学任务,为各国的经济发展及科研事业做出了贡献。为了保障不同种类的低轨卫星完成相应的科学任务,卫星精密定轨便成为卫星顺利完成任务的前提与基础,研究低轨道卫星的精密定轨则成为人们共同关注的课题之一。 本文以低轨遥感卫星为研究对象,分析了精密定轨的基本理论方法,包括定轨中常用的时间系统和坐标系统、力学模型、观测方程的线性化、参数解算及轨道评估,然后探讨了各种测轨手段及星载GPS、SLR观测方程,接着介绍了低轨卫星定轨方法与定轨软件,并在星载GPS观测数据仿真的基础上,研究了影响低轨卫星定轨精度的因素,最后用CHAMP、GRACE A/B卫星星载GPS实测数据及Jason-1卫星实测SLR激光数据分别从星载GPS定轨与SLR定轨两方面实现了低轨遥感卫星的定轨,并达到了一定的精度。 本文对低轨遥感卫星的定轨进行了一些分析研究,主要研究内容如下: 1.分析了卫星定轨的基本理论方法:介绍了定轨中常用的时间与坐标系统,研究了卫星运动的各种摄动力模型、测轨手段、观测方程与线性化以及定轨参数求解过程,同时,研究了轨道评估方法与SLR轨道评估,介绍了低轨卫星定轨方法与CASMORD定轨软件。 2.研究了影响定轨精度的因素:在低轨卫星星载GPS双频观测数据仿真的基础上,分析研究了数值计算误差、P码与相位观测误差、卫星截止高度角、天线相位中心偏差、周跳与粗差、地球重力场、海潮模型等对定轨精度的影响。 3.星载GPS定轨与SLR定轨:基于CHAMP与GRACE A/B低轨卫星的星载GPS实测数据进行了星载GPS非差简化动力学定轨,研究表明CHAMP卫星定轨精度约为11.39cm, GRACE A/B为定轨精度约为7cm。SLR定轨采用Jason-1卫星的全球SLR激光测距实测数据,并以三天为一弧段进行SLR定轨,研究表明定轨精度约为20.67cm。
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