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基于SLR技术的卫星精密定轨

秦显平  
【摘要】: SLR(Satellite Laser Ranging)技术是现代空间大地测量最先进技术之一,它可以为人造卫星提供精密的距离观测,本文系统地研究了SLR技术在卫星精密定轨中的有关技术问题。首先介绍了基于SLR技术的卫星精密定轨基本原理和方法;然后将抗差估计和方差分量估计引入到卫星精密定轨的数据处理,以控制观测资料的粗差影响,并解决各类观测量的合理加权问题。通过对Lageos2卫星的精密定轨表明,抗差估计有效地减弱了观测资料中粗差的影响,方差分量估计基本解决了观测资料的合理加权问题,从而提高了卫星的定轨精度。 作为SLR技术在卫星精密定轨中的应用,本文根据5年Lageos2的SLR实测资料,分别采用直接法和动力法,计算出了两组相对于ITRF2000参考框架原点的地心运动序列。通过对计算结果的分析,我们发现地心运动存在着近周年和近半年的周期分量,但地心运动的长期变化并不明显。 为了采用SLR观测资料确定GLONASS卫星轨道,本文在原有的定轨软件中加入了与GLONASS卫星有关的力学模型和测量模型,使之能够计算GLONASS卫星轨道。采用SLR实测资料对部分GLONASS卫星进行精密定轨后,将计算结果与CODE轨道进行了比较。通过比较与分析,发现我们采用SLR技术对GLONASS卫星的定轨精度在径向优于10cm,同时,还发现SLR和微波资料确定的GLONASS卫星轨道在径向存在系统性误差,该系统差随卫星轨道面的不同而不同。 综合利用各种观测资料是提高卫星定轨精度的一个有效手段,本文初步探讨了利用GPS伪距资料与SLR资料的综合定轨。文章首先采用非差伪距定轨方法,以GPS伪距资料为观测量对GPS35卫星进行定轨,然后将SLR资料与GPS伪距资料综合起来进行定轨,通过两种定轨方法的比较,我们发现增加SLR资料后,GPS35卫星轨道的径向精度得到了明显的提高,提高的程度不仅与观测值数量有关,而且与观测台站的分布有关。


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