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《中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)》 2004年
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星载GPS实时定轨方法研究

吕从民  
【摘要】: 本文重点研究星载GPS单点实时定位和基于单点定位结果的动力学定轨方法。 首先研究了GPS定位中的几个实际问题。针对Klobuchar电离层改正模型精度较差的问题,提出了定常因子修正法;由于发现在观测数据中存在负仰角卫星而造成定位精度大大下降,本文提出在定位时应剔除负仰角卫星,从而改善观测几何,提高定位精度;鉴于初始值对定位有较大影响,本文指出随着定位时间间隔的增加,尤其是大于5秒后,应先用直接法求初值,然后再迭代计算。 提出了改进的相位平滑伪距定位方法,整个平滑过程是分段进行的,而且当平滑进行到一定程度时,将加权因子冻结,以保持当前观测值的权重。结果表明,当冻结因子为10~15时,平滑效果较好。 提出了无电离层影响的定位方法,该方法通过对DRVID模型进行变换,消除了电离层的影响。结果表明,采用该方法能够显著地提高定位精度,改善约2~5m。 研究了基于单点定位结果的动力学定轨方法,实现了利用动力学模型平滑定位轨迹,极大地减少了定位的随机误差,提高了定轨精度。提出了以最小二乘为伴随估计器的改进的卡尔曼滤波算法,该算法的优点是在几乎不增加计算量的基础上实现对滤波状态的监视和抑制发散,实时性较好。对定轨算法及其主要影响因素,如地球引力场、大气阻力、采样间隔和滤波参数等进行了深入分析,并得出一些重要结论。 总之,经过神舟四号飞船实测数据计算和精密星历检验,表明本文提出的各种定轨方法可以较好的提高定轨精度,减少随机噪声,所得出的结论对于实际应用具有重要的参考价值,并为将来的应用奠定了坚实的技术基础。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:P228.4

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘若普;翟传润;战兴群;;基于分段信噪比加权的GPS定位方法[J];信息技术;2008年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 方荣新;高采样率GPS数据非差精密处理方法及其在地震学中的应用研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 益鹏举;低轨遥感卫星精密定轨研究[D];山东科技大学;2010年
2 郭雪姣;非线性滤波算法研究及其在卫星高精度定轨中的应用[D];国防科学技术大学;2010年
3 李晓磊;基于合成孔径雷达的卫星自主定轨技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 周建;基于GPS非差观测值的CHAMP卫星约化动力学定轨方法研究[D];解放军信息工程大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 徐天河,杨元喜;改进的Sage自适应滤波方法[J];测绘科学;2000年03期
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5 陈俊勇;美国GPS现代化概述[J];测绘通报;2000年08期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 何芝仙,李华凯,吴善初;有间隙的机械系统自激振动分析—加权平均法[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 单红全;曹正玉;;全站仪与RTK相结合在全野外数字测图中的应用[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 李美芹;张双喜;许冬梅;刘翠娜;;不同类型散热器流量变化对散热量的影响[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
4 黄琳;段志生;杨莹;;现代飞行器控制的几个科学问题[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 杨晓霞;黄一;;外场标定条件下捷联惯导系统误差状态可观测性分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 张亚崇;;容错导航技术及其在INS/GPS/Doppler组合导航系统中的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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10 郭建军;谢攀;刘娟;崔海英;;基于联邦滤波的远程AUV组合导航方法研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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10 陈伟;基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余熠;基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计[D];安徽工程大学;2010年
2 黄昆学;GPS激光测距系统的算法研究及实现[D];山东科技大学;2010年
3 郝华东;卡尔曼滤波在InSAR相位解缠中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 谷守周;GPS/GALILEO完备性算法研究及软件实现[D];山东科技大学;2010年
5 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
6 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 益鹏举;低轨遥感卫星精密定轨研究[D];山东科技大学;2010年
8 孟培培;基于3S的土地督察信息系统研究[D];山东科技大学;2010年
9 李国一;自动杀青理条机传动机构的创新设计与动态仿真[D];浙江理工大学;2010年
10 张永锋;半参数回归模型在中长期负荷预测中的应用[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 文竹;周荫清;陈杰;;高精度星载SAR多普勒参数估算方法[J];北京航空航天大学学报;2006年12期
2 冷雪飞,刘建业,熊智;合成孔径雷达在导航系统中的应用[J];传感器技术;2004年10期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 秦显平;星载GPS低轨卫星定轨理论及方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
3 胡小工;空间测量技术的数据处理精度评估和残差统计分析[D];中国科学院上海天文台;1999年
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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7 姜伟南;基于UKF的低轨卫星实时定轨方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
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【二级引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 徐天河,杨元喜;改进的Sage自适应滤波方法[J];测绘科学;2000年03期
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【相似文献】
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1 于兴旺;张小红;邰贺;陈远;;GPS/GLONASS组合单点定位在导航中的应用[J];测绘信息与工程;2007年06期
2 刘峻宁;翟传润;宋嫡儿;胡华;;基于改进时星差分的室内伪卫星精密单点定位研究[J];武汉大学学报(信息科学版);2009年01期
3 张民伟,郭际明,黄全义;基于GPS双频P码伪距进行单点定位研究[J];地理空间信息;2005年03期
4 杨永平;兰孝奇;夏开旺;;GPS(组合)伪距单点定位的精度研究[J];勘察科学技术;2006年06期
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6 胡文涛;徐国杰;;基于单点定位的伪距双差研究及程序实现[J];测绘信息与工程;2009年06期
7 张怡;程伟;唐成凯;;基于多项式拟合的GPS精密单点定位研究[J];弹箭与制导学报;2005年SC期
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1 唐颖哲;曾安敏;刘光明;秦显平;吴富梅;;载波相位单点定位方法及精度分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 李岑;黄智刚;王曙阔;王辉;高书亮;;载波相位平滑伪距在GPS单点定位中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 严丽;黄丁发;冯威;李萌;;COMPASS与GPS伪距单点定位性能比较研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S06北斗/GNSS测试评估技术[C];2012年
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7 朱秀英;王丽辉;;基于星载GPS双频P码的低轨卫星简化动力学定轨研究[A];山东省测绘学术年会论文集[C];2006年
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中国重要报纸全文数据库 前4条
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3 南方日报驻京记者 杨春 通讯员 熊卫平 姜宁;嫦娥二号技术状态变化达60多项[N];南方日报;2010年
4 陈玉莹;海南少数民族地区连续运行卫星定位综合服务系统建成[N];中国测绘报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕从民;星载GPS实时定轨方法研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2004年
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年
3 秦显平;星载GPS低轨卫星定轨理论及方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
4 刘红新;CHAMP卫星定轨方法研究[D];同济大学;2006年
5 郑作亚;GPS数据预处理和星载GPS运动学定轨研究及其软件实现[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2005年
6 王甫红;星载GPS自主定轨理论及其软件实现[D];武汉大学;2006年
7 张健;林火视频监测新技术研究[D];北京林业大学;2010年
8 朱庆林;基于单站地基GNSS的电波折射参数估计[D];西安电子科技大学;2010年
9 雷辉;基于转发式的导航卫星精密定轨研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2011年
10 吴江飞;星载GPS卫星定轨中若干问题的研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柳云杰;非差单点定位技术探讨与程序实现[D];安徽理工大学;2011年
2 王凤娟;基于图像跟踪的无人机定位方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 陈泽江;航天GPS数据采集、处理及地面检测系统的研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2005年
4 黄胜;CHAMP卫星非差几何法定轨的研究[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2004年
5 曾凡河;基于时间差分的单机单频伪距定位及应用[D];中南大学;2007年
6 林晓毅;基于OpenLS的移动定位平台和地图匹配算法的研究与实现[D];吉林大学;2009年
7 朱秀英;基于星载GPS非差观测值的低轨卫星简化动力学定轨理论研究[D];山东理工大学;2007年
8 涂先勤;星载双频GPS精密定轨及精度评估方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 姜伟南;基于UKF的低轨卫星实时定轨方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
10 王元园;基于GIS的森林火灾视频监控自动定位技术研究[D];北京林业大学;2008年
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