BDS/Galileo星載原子鐘性能及短期預(yù)報(bào)算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-26 07:54
在導(dǎo)航定位系統(tǒng)中,精確的時(shí)間測(cè)量至關(guān)重要,星載原子鐘的質(zhì)量直接決定導(dǎo)航定位授時(shí)(PNT)服務(wù)性能。因此,有必要對(duì)星載原子鐘的在軌性能特征以及相應(yīng)的鐘差預(yù)報(bào)模型算法進(jìn)行分析研究,從而為PNT服務(wù)提供保障;诖,本文利用BDS/Galileo精密鐘差時(shí)間序列產(chǎn)品分析了其不同類型星載原子鐘的中長(zhǎng)期特性,并進(jìn)行了衛(wèi)星鐘差短期預(yù)報(bào)模型和算法研究,成果如下:(1)采用二次多項(xiàng)式擬合衛(wèi)星鐘差模型,得到了BDS與Galileo星載原子衛(wèi)星鐘的相位、頻率、頻漂以及殘差序列,然后采用哈達(dá)瑪總方差分別計(jì)算了BDS和Galileo星載鐘的穩(wěn)定度指標(biāo),揭示了BDS和Galileo星載原子鐘的相位、頻率、頻漂及殘差指標(biāo)的變化規(guī)律;發(fā)現(xiàn)BDS的MEO衛(wèi)星鐘的性能要優(yōu)于GEO衛(wèi)星和IGSO衛(wèi)星;而對(duì)于Galileo系統(tǒng),20號(hào)衛(wèi)星星載鐘性能要顯著差于其他星載鐘結(jié)果,同時(shí)不同衛(wèi)星的二次多項(xiàng)式模型鐘差擬合精度具有顯著周期性變化規(guī)律。(2)BDS星載原子鐘的頻率穩(wěn)定度分析結(jié)果表明:BDS的萬(wàn)秒頻率穩(wěn)定度約為10-13量級(jí),與北斗星載原子鐘的設(shè)計(jì)指標(biāo)一致。針對(duì)Galileo衛(wèi)星鐘的千秒頻率穩(wěn)定度指標(biāo)分析結(jié)果表明:11、12...
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 星載原子鐘特性方面
1.2.2 星載原子鐘鐘差模型預(yù)報(bào)方面
1.3 研究?jī)?nèi)容
第二章 星載原子鐘性能分析基本理論
2.1 主要指標(biāo)
2.1.1 準(zhǔn)確度
2.1.2 相位
2.1.3 頻率
2.1.4 頻漂
2.1.5 穩(wěn)定度
2.2 星載鐘數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.2.1 相位與頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
2.2.2 異常值探測(cè)與處理
2.3 衛(wèi)星鐘差模型與頻偏、頻漂估計(jì)方法
2.3.1 衛(wèi)星鐘差模型
2.3.2 頻偏估計(jì)方法
2.3.3 頻漂估計(jì)方法
2.4 衛(wèi)星鐘穩(wěn)定度計(jì)算方法
2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)方差
2.4.2 阿倫方差
2.4.3 重疊阿倫方差
2.4.4 改進(jìn)阿倫方差
2.4.5 時(shí)間方差
2.4.6 阿倫總方差
2.4.7 改進(jìn)總方差
2.4.8 時(shí)間總方差
2.4.9 哈達(dá)瑪方差
2.4.10 重疊哈達(dá)瑪方差
2.4.11 哈達(dá)瑪總方差
2.5 本章小結(jié)
第三章星載原子鐘鐘差預(yù)報(bào)基本方法
3.1 衛(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)模型
3.1.1 多項(xiàng)式預(yù)報(bào)模型
3.1.2 周期項(xiàng)預(yù)報(bào)模型
3.1.3 灰色模型
3.1.4 求和自回歸滑動(dòng)平均模型
3.2 衛(wèi)星鐘差參數(shù)估計(jì)方法
3.2.1 序貫最小二乘參數(shù)估計(jì)
3.2.2 卡爾曼濾波參數(shù)估計(jì)
3.3 本章小結(jié)
第四章 BDS/GALILEO星載原子鐘的中長(zhǎng)期特性分析
4.1 引言
4.2 北斗在軌星載鐘中長(zhǎng)期特性分析
4.2.1 BDS在軌衛(wèi)星概況
4.2.2 BDS星載鐘的相位、頻率、頻漂、殘差特性分析
4.2.3 BDS星載鐘的穩(wěn)定性特性分析
4.3 伽利略在軌星載鐘中長(zhǎng)期特性分析
4.3.1 Galileo星載鐘的相位、頻率、頻漂、殘差特性分析
4.3.2 Galileo星載鐘的穩(wěn)定性特性分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 BDS星載鐘的短期鐘差預(yù)報(bào)算例分析
5.1 數(shù)據(jù)方案說(shuō)明
5.2 二次多項(xiàng)式模型算例
5.3 灰色模型算例
5.4 兩種模型算例對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北斗系統(tǒng)在軌衛(wèi)星鐘性能評(píng)估方法及結(jié)論[J]. 高為廣,藺玉亭,陳谷倉(cāng),孟軼男. 測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基本導(dǎo)航定位性能初步評(píng)估[J]. 楊元喜,李金龍,王愛兵,徐君毅,何海波,郭海榮,申俊飛,戴弦. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué). 2014(01)
[3]利用平滑廣播星歷的GNSS星載鐘短穩(wěn)評(píng)估方法[J]. 龔航,劉增軍,彭競(jìng),王飛雪. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2013(07)
[4]應(yīng)用Jones-Tryon Kalman濾波器對(duì)在軌GPS Rb鐘進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)[J]. 張清華,隋立芬,賈小林. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(04)
[5]衛(wèi)星鐘及其性能監(jiān)測(cè)與故障處理[J]. 趙娜,胡彩波,趙偉,劉春霞. 無(wú)線電工程. 2012(04)
[6]星載原子鐘穩(wěn)定性影響分析[J]. 毛悅,陳建鵬,戴偉,賈小林. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2011(10)
[7]鐘差輔助故障衛(wèi)星檢測(cè)算法研究[J]. 滕云龍,師奕兵,鄭植. 振動(dòng)與沖擊. 2011(06)
[8]開窗分類因子抗差自適應(yīng)序貫平差用于衛(wèi)星鐘差參數(shù)估計(jì)與預(yù)報(bào)[J]. 黃觀文,楊元喜,張勤. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]利用GPS精密單點(diǎn)定位進(jìn)行時(shí)間傳遞精度分析[J]. 張小紅,蔡詩(shī)響,李星星,郭斐. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(03)
[10]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)展、貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)[J]. 楊元喜. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2010(01)
博士論文
[1]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能評(píng)估理論與試驗(yàn)驗(yàn)證[D]. 胡志剛.武漢大學(xué) 2013
[2]GNSS星載原子鐘質(zhì)量評(píng)價(jià)及精密鐘差算法研究[D]. 黃觀文.長(zhǎng)安大學(xué) 2012
[3]GNSS完好性增強(qiáng)理論與方法研究[D]. 牛飛.解放軍信息工程大學(xué) 2008
[4]導(dǎo)航衛(wèi)星原子鐘時(shí)頻特性分析理論與方法研究[D]. 郭海榮.解放軍信息工程大學(xué) 2006
碩士論文
[1]衛(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)模型研究[D]. 魏道坤.長(zhǎng)安大學(xué) 2014
[2]GNSS在軌衛(wèi)星鐘特性分析及鐘差預(yù)報(bào)研究[D]. 付文舉.長(zhǎng)安大學(xué) 2014
[3]衛(wèi)星鐘預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)[D]. 俞志群.西安電子科技大學(xué) 2012
[4]GPS衛(wèi)星鐘差完備性監(jiān)測(cè)研究與算法實(shí)現(xiàn)[D]. 方書山.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2011
[5]原子鐘性能分析平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李躍華.解放軍信息工程大學(xué) 2006
本文編號(hào):3000751
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 星載原子鐘特性方面
1.2.2 星載原子鐘鐘差模型預(yù)報(bào)方面
1.3 研究?jī)?nèi)容
第二章 星載原子鐘性能分析基本理論
2.1 主要指標(biāo)
2.1.1 準(zhǔn)確度
2.1.2 相位
2.1.3 頻率
2.1.4 頻漂
2.1.5 穩(wěn)定度
2.2 星載鐘數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.2.1 相位與頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
2.2.2 異常值探測(cè)與處理
2.3 衛(wèi)星鐘差模型與頻偏、頻漂估計(jì)方法
2.3.1 衛(wèi)星鐘差模型
2.3.2 頻偏估計(jì)方法
2.3.3 頻漂估計(jì)方法
2.4 衛(wèi)星鐘穩(wěn)定度計(jì)算方法
2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)方差
2.4.2 阿倫方差
2.4.3 重疊阿倫方差
2.4.4 改進(jìn)阿倫方差
2.4.5 時(shí)間方差
2.4.6 阿倫總方差
2.4.7 改進(jìn)總方差
2.4.8 時(shí)間總方差
2.4.9 哈達(dá)瑪方差
2.4.10 重疊哈達(dá)瑪方差
2.4.11 哈達(dá)瑪總方差
2.5 本章小結(jié)
第三章星載原子鐘鐘差預(yù)報(bào)基本方法
3.1 衛(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)模型
3.1.1 多項(xiàng)式預(yù)報(bào)模型
3.1.2 周期項(xiàng)預(yù)報(bào)模型
3.1.3 灰色模型
3.1.4 求和自回歸滑動(dòng)平均模型
3.2 衛(wèi)星鐘差參數(shù)估計(jì)方法
3.2.1 序貫最小二乘參數(shù)估計(jì)
3.2.2 卡爾曼濾波參數(shù)估計(jì)
3.3 本章小結(jié)
第四章 BDS/GALILEO星載原子鐘的中長(zhǎng)期特性分析
4.1 引言
4.2 北斗在軌星載鐘中長(zhǎng)期特性分析
4.2.1 BDS在軌衛(wèi)星概況
4.2.2 BDS星載鐘的相位、頻率、頻漂、殘差特性分析
4.2.3 BDS星載鐘的穩(wěn)定性特性分析
4.3 伽利略在軌星載鐘中長(zhǎng)期特性分析
4.3.1 Galileo星載鐘的相位、頻率、頻漂、殘差特性分析
4.3.2 Galileo星載鐘的穩(wěn)定性特性分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 BDS星載鐘的短期鐘差預(yù)報(bào)算例分析
5.1 數(shù)據(jù)方案說(shuō)明
5.2 二次多項(xiàng)式模型算例
5.3 灰色模型算例
5.4 兩種模型算例對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北斗系統(tǒng)在軌衛(wèi)星鐘性能評(píng)估方法及結(jié)論[J]. 高為廣,藺玉亭,陳谷倉(cāng),孟軼男. 測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基本導(dǎo)航定位性能初步評(píng)估[J]. 楊元喜,李金龍,王愛兵,徐君毅,何海波,郭海榮,申俊飛,戴弦. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué). 2014(01)
[3]利用平滑廣播星歷的GNSS星載鐘短穩(wěn)評(píng)估方法[J]. 龔航,劉增軍,彭競(jìng),王飛雪. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2013(07)
[4]應(yīng)用Jones-Tryon Kalman濾波器對(duì)在軌GPS Rb鐘進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)[J]. 張清華,隋立芬,賈小林. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(04)
[5]衛(wèi)星鐘及其性能監(jiān)測(cè)與故障處理[J]. 趙娜,胡彩波,趙偉,劉春霞. 無(wú)線電工程. 2012(04)
[6]星載原子鐘穩(wěn)定性影響分析[J]. 毛悅,陳建鵬,戴偉,賈小林. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2011(10)
[7]鐘差輔助故障衛(wèi)星檢測(cè)算法研究[J]. 滕云龍,師奕兵,鄭植. 振動(dòng)與沖擊. 2011(06)
[8]開窗分類因子抗差自適應(yīng)序貫平差用于衛(wèi)星鐘差參數(shù)估計(jì)與預(yù)報(bào)[J]. 黃觀文,楊元喜,張勤. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]利用GPS精密單點(diǎn)定位進(jìn)行時(shí)間傳遞精度分析[J]. 張小紅,蔡詩(shī)響,李星星,郭斐. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(03)
[10]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)展、貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)[J]. 楊元喜. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2010(01)
博士論文
[1]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能評(píng)估理論與試驗(yàn)驗(yàn)證[D]. 胡志剛.武漢大學(xué) 2013
[2]GNSS星載原子鐘質(zhì)量評(píng)價(jià)及精密鐘差算法研究[D]. 黃觀文.長(zhǎng)安大學(xué) 2012
[3]GNSS完好性增強(qiáng)理論與方法研究[D]. 牛飛.解放軍信息工程大學(xué) 2008
[4]導(dǎo)航衛(wèi)星原子鐘時(shí)頻特性分析理論與方法研究[D]. 郭海榮.解放軍信息工程大學(xué) 2006
碩士論文
[1]衛(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)模型研究[D]. 魏道坤.長(zhǎng)安大學(xué) 2014
[2]GNSS在軌衛(wèi)星鐘特性分析及鐘差預(yù)報(bào)研究[D]. 付文舉.長(zhǎng)安大學(xué) 2014
[3]衛(wèi)星鐘預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)[D]. 俞志群.西安電子科技大學(xué) 2012
[4]GPS衛(wèi)星鐘差完備性監(jiān)測(cè)研究與算法實(shí)現(xiàn)[D]. 方書山.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2011
[5]原子鐘性能分析平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李躍華.解放軍信息工程大學(xué) 2006
本文編號(hào):3000751
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