【摘要】：實(shí)現(xiàn)低軌導(dǎo)航增強(qiáng)的關(guān)鍵是低軌導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星擁有實(shí)時(shí)高精度軌道數(shù)據(jù),或者實(shí)現(xiàn)自身高精度定位。通常衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位是利用星載GPS偽距定位的方法,用該方法得到的定位精度優(yōu)于10米,但不能滿(mǎn)足導(dǎo)航增強(qiáng)至少亞米級(jí)的精度要求。本文從低軌導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星對(duì)實(shí)時(shí)高精度定位的需求出發(fā),利用低軌衛(wèi)星可接受地面高密度精密星歷數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),結(jié)合載波相位定位的高精度性和低軌衛(wèi)星快速運(yùn)動(dòng)的特性,提出了在軌實(shí)現(xiàn)非差精密單點(diǎn)定位算法。理論建模和仿真表明,通過(guò)使用量測(cè)噪聲估計(jì)的方法并且提高星歷精度后,衛(wèi)星定位精度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)而且定位時(shí)間也縮短一半。該定位算法在2017年11月15日發(fā)射入軌的“和德一號(hào)”(DT-1)微小衛(wèi)星上的導(dǎo)航增強(qiáng)載荷進(jìn)行了驗(yàn)證。本文主要工作內(nèi)容包括:(1)設(shè)計(jì)應(yīng)用于非差精密單點(diǎn)定位的自適應(yīng)噪聲估計(jì)算法。一般定位估計(jì)算法將觀(guān)測(cè)噪聲視為線(xiàn)性白噪聲,但實(shí)測(cè)情況表明并非如此,因此會(huì)帶來(lái)模型誤差,進(jìn)而影響了定位精度的提高。針對(duì)此問(wèn)題,本文提出了基于M-W組合觀(guān)測(cè)值的量測(cè)噪聲自適應(yīng)估計(jì)的方法,通過(guò)對(duì)觀(guān)測(cè)噪聲實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)估計(jì)來(lái)確定量測(cè)噪聲協(xié)方差陣。地面靜態(tài)測(cè)試表明,該算法能夠切實(shí)提高定位精度并縮短定位時(shí)間,達(dá)到分米級(jí)定位精度,解決了受環(huán)境影響噪聲模型突變的問(wèn)題,滿(mǎn)足高精度在軌定位和定軌的需求。(2)提出了聯(lián)合多星歷數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)高精度定位方法。實(shí)現(xiàn)非差精密單點(diǎn)定位技術(shù)的基礎(chǔ)在于擁有高精度導(dǎo)航星的精密星歷,本文結(jié)合使用GPS廣播星歷、IGS組織提供的精密星歷產(chǎn)品和SSR實(shí)時(shí)軌道數(shù)據(jù)流,對(duì)GPS衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。從精度上而言,精密星歷精度最高能夠達(dá)到厘米級(jí),而廣播星歷通常在米級(jí),經(jīng)過(guò)SSR數(shù)據(jù)修正后的軌道數(shù)據(jù)能夠得到亞米級(jí)的精度。從獲取便利角度,廣播星歷由星載GPS接收機(jī)接收的GPS信號(hào)中獲取,精密星歷和SSR修正數(shù)據(jù)提前從地面網(wǎng)上下載后上注到低軌衛(wèi)星上。三類(lèi)星歷產(chǎn)品各有優(yōu)劣。因此,從實(shí)際應(yīng)用的可行性出發(fā),本文將三類(lèi)星歷產(chǎn)品結(jié)合使用,以取得最好的效果。該算法在地面GPS信號(hào)發(fā)生器模擬的在軌動(dòng)態(tài)環(huán)境中得到了全面測(cè)試,驗(yàn)證了可行性,目前搭載該算法的導(dǎo)航增強(qiáng)載荷正在進(jìn)行在軌測(cè)試。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P228.1
【圖文】：

一節(jié) 1.2.1 提出的非差精密單點(diǎn)定位技術(shù)，有所區(qū)別的而非事后處理數(shù)據(jù)的定位技術(shù)。因此，需要實(shí)時(shí)的高精 定位服務(wù)概念是 JPL 的 Muellerschoen 等人提出的。經(jīng)過(guò)范圍內(nèi)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位精度能夠達(dá)到 10~20cm�；趯�(shí)時(shí) P由 Veripos 公司研制）能夠?qū)崿F(xiàn)分米級(jí)實(shí)時(shí)定位精度。止通信衛(wèi)星向地面用戶(hù)發(fā)送高精度星歷和鐘差，最終得到時(shí)高精度定位立項(xiàng)，列入高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863 計(jì)劃 年展開(kāi)“廣域?qū)崟r(shí)精密定位技術(shù)與示范系統(tǒng)”重點(diǎn)項(xiàng)目術(shù)為基礎(chǔ)，利用目前現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航地面基準(zhǔn)站資源，先進(jìn)技術(shù)。測(cè)試結(jié)果顯示，建立的示范系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位精度優(yōu)于時(shí)鐘差 0.2ns，這意味著我國(guó)在廣域?qū)崟r(shí)精密定位技術(shù) 10 月 10 日，成功經(jīng)過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，同時(shí)表明該成果未來(lái)可對(duì)于北斗推廣應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化具有重大意義[20]。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文相應(yīng)的服務(wù)，比如人員定位服務(wù)、應(yīng)急救援以及通信服務(wù)[21]。同時(shí)鴻雁星座還可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航增強(qiáng)功能，其導(dǎo)航增強(qiáng)功能可為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)提供信息播發(fā)通道，提高北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位精度。整個(gè)鴻雁衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)如圖 1.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 潘宗鵬;柴洪洲;劉軍;董冰全;劉鳴;王華潤(rùn);;基于部分整周模糊度固定的非差GPS精密單點(diǎn)定位方法[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2015年11期

2 陶孝鋒;李雄飛;翟繼強(qiáng);董超;;Orbcomm星座衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展歷程及其最新動(dòng)態(tài)研究[J];空間電子技術(shù);2015年02期

3 王俊杰;許杭;高俊強(qiáng);;基于廣播星歷改正的實(shí)時(shí)精密星歷與鐘差獲取研究[J];全球定位系統(tǒng);2015年02期

4 王亞輝;孫中豪;王曉南;;GPS動(dòng)態(tài)精密單點(diǎn)定位與差分定位結(jié)果比較[J];測(cè)繪地理信息;2015年02期

5 王樹(shù)擁;弓劍軍;楊旭海;;導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)定軌數(shù)據(jù)/產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];時(shí)間頻率學(xué)報(bào);2014年04期

6 楊杰;張凡;;高精度GPS差分定位技術(shù)比較研究[J];移動(dòng)通信;2014年02期

7 劉志強(qiáng);王解先;;廣播星歷SSR改正的實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位及精度分析[J];測(cè)繪科學(xué);2014年01期

8 王甫紅;龔學(xué)文;徐其超;張蔚;;時(shí)變大氣模型應(yīng)用于低軌衛(wèi)星自主定軌[J];測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào);2013年03期

9 孫沖;蘭孝奇;丁文圣;;單頻GPS相位觀(guān)測(cè)值周跳探測(cè)方法研究[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2013年01期

10 梁家豪;;GPS非差相位精密單點(diǎn)定位技術(shù)分析[J];科技與企業(yè);2013年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 鐘嘉豪;基于低軌衛(wèi)星TEC數(shù)據(jù)的頂部電離層變化特性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

2 戴小蕾;基于平方根信息濾波的GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)時(shí)精密定軌理論與方法[D];武漢大學(xué);2016年

3 胡洪;GNSS精密單點(diǎn)定位算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

4 李星星;GNSS精密單點(diǎn)定位及非差模糊度快速確定方法研究[D];武漢大學(xué);2013年

5 鄭艷麗;GPS非差精密單點(diǎn)定位模糊度固定理論與方法研究[D];武漢大學(xué);2013年

6 苗贏;星載GPS技術(shù)在航天器編隊(duì)定軌中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 朱慶林;基于單站地基GNSS的電波折射參數(shù)估計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 潘宗鵬;實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位及模糊度固定[D];解放軍信息工程大學(xué);2015年

2 石鵬卿;GPS精密單點(diǎn)定位收斂時(shí)間的影響因素研究與分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年

3 禹信;GPS動(dòng)態(tài)定位后處理軟件研究[D];西南交通大學(xué);2013年

4 崔敬;GPS單頻精密單點(diǎn)定位的電離層延遲改正研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

5 馮磊;GPS周跳探測(cè)與修復(fù)方法研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

6 李博川;GPS精密單點(diǎn)定位解算方法的研究及其應(yīng)用[D];南昌大學(xué);2011年

7 方書(shū)山;GPS衛(wèi)星鐘差完備性監(jiān)測(cè)研究與算法實(shí)現(xiàn)[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2011年

8 吳峰;GPS精密單點(diǎn)定位導(dǎo)航方法研究[D];中國(guó)民用航空飛行學(xué)院;2009年

9 劉慧超;GNSS軟件接收機(jī)關(guān)鍵算法研究[D];北京交通大學(xué);2009年

10 涂克楠;GPS精密單點(diǎn)定位數(shù)據(jù)處理[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2732337