本文關鍵詞：基于星載GPS的低軌衛(wèi)星精密定軌技術研究，，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、地球重力場研究等科學領域中有著十分廣泛的應用,近年來得到了迅猛的發(fā)展。而進行這些科學研究和應用的前提是要獲得LEO衛(wèi)星精確的絕對、相對軌道信息。GPS定位系統(tǒng)由于成本低、全天候、連續(xù)觀測以及高精度等特點,是目前最合適的低軌衛(wèi)星精密定軌手段。本文針對基于星載GPS的低軌衛(wèi)星絕對及相對精密定軌技術展開了研究。 論文首先給出了GPS的基本觀測模型,對其中的誤差來源進行了分析并指出了消除或減小這些誤差影響的方法。闡述了簡化動力學定軌方法中使用的擴展卡爾曼濾波(EKF)算法的理論基礎,并詳細給出了低軌衛(wèi)星在空間運行的動力學模型。 其次,論文使用精密單點定位(PPP)的方法,實現(xiàn)了低軌衛(wèi)星GPS精密定軌仿真平臺。詳細分析了其中的技術細節(jié),包括精密星歷產(chǎn)品的使用、動力學模型的數(shù)值積分算法以及濾波器的詳細設置,給出了實時定軌算法的流程。針對于該算法中可能存在的會導致定軌精度下降的問題,提出了一種新型的接收機自主完好性檢測算法(RAIM)以及一種基于過往實際觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計的觀測值噪聲建模方法,利用實際數(shù)據(jù)的計算結(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)星編隊飛行環(huán)境下基于GPS的星間相對定位技術。實現(xiàn)了基于單差GPS、浮點模糊度估計的雙差GPS以及固定整周模糊度的雙差GPS相對定軌算法。通過使用GRACE任務的實測數(shù)據(jù)進行仿真,分別比較了這三種算法的相對定位性能,得出以下結(jié)論：基于單差的算法結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定性高,可以用于實時相對定軌的應用；固定整周模糊度的雙差GPS相對定軌算法復雜度高但是定位精度也高,適合后處理精密相對定軌應用。
【關鍵詞】：星載 GPS 低軌衛(wèi)星 精密定軌 RAIM 噪聲建模 相對定軌
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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基本觀測模型18-20
• 2.1.1 偽距觀測模型18-19
• 2.1.2 載波相位觀測模型19
• 2.1.3 雙頻觀測模型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26-27
• 2.3.2 擴展卡爾曼濾波27-29
• 2.4 低軌衛(wèi)星動力學模型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 濾波器設置41-45
• 3.1.4 算法流程45-47
• 3.2 算法改進47-64
• 3.2.1 接收機自主完好性檢測算法48-53
• 3.2.2 觀測值加權53-64
• 3.3 本章小結(jié)64-65
• 第4章 編隊衛(wèi)星相對定位65-84
• 4.1 單差相對定位65-75
• 4.1.1 單差觀測模型66-67
• 4.1.2 基于單差觀測的相對狀態(tài)估計67-71
• 4.1.3 仿真結(jié)果分析71-75
• 4.2 雙差相對定位75-83
• 4.2.1 雙差觀測模型75-76
• 4.2.2 基于雙差浮點模糊度估計的相對定位76-79
• 4.2.3 固定整周雙差模糊度的相對定位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86-90
• 攻讀學位期間參與的項目和完成的論文90-91
• 致謝91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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

本文編號：272966