本文關(guān)鍵詞：基于星載GPS的低軌衛(wèi)星精密定軌技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：低軌(LEO)衛(wèi)星在大氣探測(cè)、地球重力場(chǎng)研究等科學(xué)領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用,近年來得到了迅猛的發(fā)展。而進(jìn)行這些科學(xué)研究和應(yīng)用的前提是要獲得LEO衛(wèi)星精確的絕對(duì)、相對(duì)軌道信息。GPS定位系統(tǒng)由于成本低、全天候、連續(xù)觀測(cè)以及高精度等特點(diǎn),是目前最合適的低軌衛(wèi)星精密定軌手段。本文針對(duì)基于星載GPS的低軌衛(wèi)星絕對(duì)及相對(duì)精密定軌技術(shù)展開了研究。 論文首先給出了GPS的基本觀測(cè)模型,對(duì)其中的誤差來源進(jìn)行了分析并指出了消除或減小這些誤差影響的方法。闡述了簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)定軌方法中使用的擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)算法的理論基礎(chǔ),并詳細(xì)給出了低軌衛(wèi)星在空間運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)模型。 其次,論文使用精密單點(diǎn)定位(PPP)的方法,實(shí)現(xiàn)了低軌衛(wèi)星GPS精密定軌仿真平臺(tái)。詳細(xì)分析了其中的技術(shù)細(xì)節(jié),包括精密星歷產(chǎn)品的使用、動(dòng)力學(xué)模型的數(shù)值積分算法以及濾波器的詳細(xì)設(shè)置,給出了實(shí)時(shí)定軌算法的流程。針對(duì)于該算法中可能存在的會(huì)導(dǎo)致定軌精度下降的問題,提出了一種新型的接收機(jī)自主完好性檢測(cè)算法(RAIM)以及一種基于過往實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的觀測(cè)值噪聲建模方法,利用實(shí)際數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果證明,這兩種方法能在一定程度上提高定軌的精度。 最后,論文研究了在衛(wèi)星編隊(duì)飛行環(huán)境下基于GPS的星間相對(duì)定位技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了基于單差GPS、浮點(diǎn)模糊度估計(jì)的雙差GPS以及固定整周模糊度的雙差GPS相對(duì)定軌算法。通過使用GRACE任務(wù)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真,分別比較了這三種算法的相對(duì)定位性能,得出以下結(jié)論：基于單差的算法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定性高,可以用于實(shí)時(shí)相對(duì)定軌的應(yīng)用；固定整周模糊度的雙差GPS相對(duì)定軌算法復(fù)雜度高但是定位精度也高,適合后處理精密相對(duì)定軌應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：星載 GPS 低軌衛(wèi)星 精密定軌 RAIM 噪聲建模 相對(duì)定軌
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：V412.41;P228.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 圖目錄9-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 GPS系統(tǒng)簡(jiǎn)介10-13
• 1.1.1 GPS系統(tǒng)的組成10-11
• 1.1.2 GPS系統(tǒng)基本定位原理11-13
• 1.2 低軌衛(wèi)星及其定軌方法13-17
• 1.2.1 星載GPS低軌衛(wèi)星定軌的研究進(jìn)展13-15
• 1.2.2 低軌衛(wèi)星的定軌方法15-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第2章 星載GPS低軌衛(wèi)星定軌中的基本原理18-34
• 2.1 GPS基本觀測(cè)模型18-20
• 2.1.1 偽距觀測(cè)模型18-19
• 2.1.2 載波相位觀測(cè)模型19
• 2.1.3 雙頻觀測(cè)模型19-20
• 2.2 星載GPS誤差分析以及改正措施20-26
• 2.2.1 誤差分析20-22
• 2.2.2 誤差修正措施22-26
• 2.3 擴(kuò)展卡爾曼濾波器(Extended Kalman Filter,EKF)26-29
• 2.3.1 卡爾曼濾波(Kalman Filtering,KF)技術(shù)26-27
• 2.3.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波27-29
• 2.4 低軌衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模型29-32
• 2.4.1 保守力29-31
• 2.4.2 非保守力31-32
• 2.4.3 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的影響32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 星載GPS低軌衛(wèi)星定軌算法34-65
• 3.1 基于PPP的LEO精密定軌算法34-47
• 3.1.1 精密星歷的使用34-39
• 3.1.2 數(shù)值積分方法39-41
• 3.1.3 濾波器設(shè)置41-45
• 3.1.4 算法流程45-47
• 3.2 算法改進(jìn)47-64
• 3.2.1 接收機(jī)自主完好性檢測(cè)算法48-53
• 3.2.2 觀測(cè)值加權(quán)53-64
• 3.3 本章小結(jié)64-65
• 第4章 編隊(duì)衛(wèi)星相對(duì)定位65-84
• 4.1 單差相對(duì)定位65-75
• 4.1.1 單差觀測(cè)模型66-67
• 4.1.2 基于單差觀測(cè)的相對(duì)狀態(tài)估計(jì)67-71
• 4.1.3 仿真結(jié)果分析71-75
• 4.2 雙差相對(duì)定位75-83
• 4.2.1 雙差觀測(cè)模型75-76
• 4.2.2 基于雙差浮點(diǎn)模糊度估計(jì)的相對(duì)定位76-79
• 4.2.3 固定整周雙差模糊度的相對(duì)定位79-83
• 4.3 本章小結(jié)83-84
• 第5章 總結(jié)與展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 攻讀學(xué)位期間參與的項(xiàng)目和完成的論文90-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 吉長東;徐愛功;馮磊;;GPS精密星歷擬合與插值中龍格現(xiàn)象的處理方法[J];測(cè)繪科學(xué);2011年06期

2 楊元喜,何海波,徐天河;論動(dòng)態(tài)自適應(yīng)濾波[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2001年04期

3 王愛生;王飛;;GPS預(yù)報(bào)星歷和鐘差的精度及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的影響[J];大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué);2012年06期

4 季善標(biāo),朱文耀,熊永清;星載GPS精密測(cè)軌研究及應(yīng)用[J];天文學(xué)進(jìn)展;2000年01期

5 秦顯平;楊元喜;;星載GPS的毫米級(jí)編隊(duì)衛(wèi)星相對(duì)定位[J];宇航學(xué)報(bào);2010年02期

6 袁運(yùn)斌;霍星亮;歐吉坤;;精確求定GPS信號(hào)的電離層延遲的模型與方法研究[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2006年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于星載GPS的低軌衛(wèi)星精密定軌技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：272966