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GPS导航星座及低轨卫星的_精密定轨理论和软件分析

上传者：何秀丽
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上传时间：2015-05-07
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GPS导航星座及低轨卫星的_精密定轨理论和软件分析



ＧＰＳ导航星座及低轨卫星的精密定轨理论及软件研究
不同条件下获取的ＧＰＳ卫星轨道和钟差对ＣＨＡＭＰ卫星几何学精密定轨的影
响，结果显示ＧＰＳ轨道可以利用ＩＧＳ精密轨道高精度地插值获取，而ＧＰＳ
卫星钟差需要利用地面数据联合解算；文中首次提出了半参数轨道动力平滑
方法，该方法能有效地吸收卫星动力学模型和几何观测的误差，是一值得继
续研究的方法。动力平滑结果与德国地学研究中心（ＧＦＺ）所发布的精密轨
道的比较显示，在径向、切向和法向的ＲＭＳ均可达到１０ｃｒｎ左右。
８）基于ＰＡＮＤＡ软件的低轨卫星动力学和简化动力学精密定轨研究：分别利用
动力法和简化动力方法得到了ＣＨＡＭＰ卫星精密定轨结果。其中在利用加速
度计观测值时的动力学定轨结果与ＧＦＺ的精密轨道更为接近，径向、切向和
法向的ＲＭＳ分别为５．０、７．０和６．８ｃｍ；同时文中的结果与美国喷气动力实验
室（ＪＰＬ），德国慕尼黑工业大学（ＴＵＭ）等著名研究机构所发布的精密轨道综
合比较显示，结果精度基本在同一水平。
本文主要贡献：
１）作为核心人员开发了一套功能完备的卫星导航数据综合处理软件（ＰＡＮＤＡ软
件）：
夺实现了大尺度全球分布的地面站高精度静态定位，绝对定位误差在１－２ｃｍ（以
ＩＧＳ测站坐标为参考），全球性和区域性的ＧＰＳ卫星导航星座的精密定轨，
６８个地面跟踪站得到的ＧＰＳ卫星轨道精度可达ｃｍ级：
夺实现了提供全球性和区域性的动态精密单点定位技术服务功能，如果能实时
获取全球３０－４０测站的ＧＰＳ数据可以为全球任意位置的用户提供实时精密单
点定位服务；
夺实现了ＣＨＡＭＰ卫星的几何学、动力学和简化动力学的精密定轨功能，结果
精度与ＪＰＬ、ＧＦＺ、ＴＵＭ等国际著名研究机构的成果精度相当。
２）提出了基于均方根信息滤波的实时质量控制算法，并在ＰＡＮＤＡ软件中实现
了该算法。大量实测数据的动态和静态的高精度处理结果，证明了该方法的
高效性和可靠性；
３）提出了半参数动力平滑方法，该方法有利于吸收动力模型和几何观测误差，
得到了较好的动力平滑结果；
关键词： ＧＰＳ：导航星座；低轨卫星；简化动力学；精密定轨：精密单点定位

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