本文關(guān)鍵詞：重力場反演雙星微米級測距誤差特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地球重力場的反演精度對地球科學(xué)等領(lǐng)域的研究具有極為重要的作用。目前有多種測量體制,比較之下,雙星測量具有較高的精度。為了保障反演結(jié)果有足夠高的精度,要求雙星測距達(dá)到微米級精度。在雙星測量中,影響測量結(jié)果精度的因素很多,主要有頻率源、時間同步、雙星星間距離、衛(wèi)星的姿態(tài)和攝動、電離層等。本文重點(diǎn)研究了重力場雙星精密測距核心體制——單向雙程測距體制和影響該體制測量精度的誤差因素,提出在后期數(shù)據(jù)處理中減小或者消除誤差因素的方案,并對全系統(tǒng)、誤差因素和后期數(shù)據(jù)處理進(jìn)行建模仿真,從而得出各項誤差對測距精度的影響。首先,本論文詳細(xì)介紹了雙向單程測距的基本原理,將精密測距中的誤差按照系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差進(jìn)行分類研究,得到影響系統(tǒng)測距精度的主要因素有超穩(wěn)晶振、時間同步、電離層、星間距離、衛(wèi)星姿態(tài)與攝動等,并對部分誤差的常用建模方案進(jìn)行比對,決定實際誤差因素的仿真方案。隨后,針對測距精度影響因素提出后期數(shù)據(jù)處理方案。該部分利用GNSS給出的時標(biāo)校準(zhǔn)信息來校正雙星時間不同步引入的誤差;利用雙頻電離層校正改正電離層延時對測距產(chǎn)生的影響;通過理論公式推導(dǎo),得出光時、幾何誤差對測距精度的影響,得到相應(yīng)的光時矯正值和幾何距離校正值;最后通過對比差分和濾波方式對測距精度的影響,選取降速率濾波器獲取雙星距離、速度和加速度。然后,通過全系統(tǒng)仿真,驗證后期數(shù)據(jù)處理的正確性。本文中采用距離差值來評估系統(tǒng)的測距精度。向系統(tǒng)中加入單一或者若干項誤差,通過對含差測距值和校正后測距值比對,得到系統(tǒng)的精度,來對誤差模型的建模和校正方案進(jìn)行驗證,若系統(tǒng)精度滿足微米級測距要求,則認(rèn)為采用的后期數(shù)據(jù)誤差校正方案的正確。最后,給出系統(tǒng)幾項主要誤差源對系統(tǒng)測距精度影響的具體測試結(jié)果,這幾種誤差包括:相位噪聲,時間同步,星間距離。給出相位噪聲時域表征方法,采用分?jǐn)?shù)階積分法生成各個分量噪聲,合成相位噪聲,并用功率譜估計等方式來進(jìn)行仿真相位噪聲和實測相位噪聲比對。將利用該方法得到的多組相位噪聲輸入系統(tǒng),得到不同相位噪聲及艾倫方差對測距精度的影響。之后,簡要介紹了時間同步和雙星間距的實現(xiàn)方案,并通過大量實驗,得到二者對測距精度的影響。目前,該領(lǐng)域中沒有誤差因素對系統(tǒng)精度影響的具體研究,此外,基本所有研究也都集中在雙星星上系統(tǒng),也都沒有后期數(shù)據(jù)處理模塊的詳細(xì)實現(xiàn),因此本論文中的研究內(nèi)容對具體的工程實踐具有非常重要的作用和價值。
【關(guān)鍵詞】：重力場反演 星間測距 微米級測距精度 誤差模型 后期數(shù)據(jù)處理
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P228;P223
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 研究背景12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.3 研究內(nèi)容及意義14-15
• 1.4 論文章節(jié)安排15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 重力場反演雙星精密測量技術(shù)17-34
• 2.1 雙星精密測距雙向單程測距體制17-20
• 2.1.1 雙向單程測距體制17-20
• 2.1.2 單雙程測距對比20
• 2.2 雙星精密測距中的誤差來源分析20-32
• 2.2.1 晶體振蕩器20-21
• 2.2.2 時間同步21-22
• 2.2.3 衛(wèi)星姿態(tài)與攝動22-30
• 2.2.3.1 姿態(tài)四元數(shù)22-24
• 2.2.3.2 坐標(biāo)系24-25
• 2.2.3.3 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化25-28
• 2.2.3.4 多徑效應(yīng)28-30
• 2.2.4 電離層30-32
• 2.2.5 天線偏差32
• 2.2.6 溫度32
• 2.3 本章小結(jié)32-34
• 第三章 接收機(jī)及數(shù)據(jù)后處理過程34-43
• 3.1 數(shù)字接收機(jī)34-36
• 3.2 后期數(shù)據(jù)處理36-42
• 3.2.1 時標(biāo)校正處理36-37
• 3.2.2 雙頻電離層延時校正處理37-38
• 3.2.3 光時校正處理38-39
• 3.2.4 星間距離、速度和加速度獲取39-41
• 3.2.5 小結(jié)41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 系統(tǒng)誤差模型仿真及分析43-65
• 4.1 系統(tǒng)仿真精度分析方法43
• 4.2 仿真結(jié)果分析43-63
• 4.2.0 高斯噪聲仿真結(jié)果分析44-46
• 4.2.1 電離層仿真結(jié)果46-48
• 4.2.2 幾何位置偏差仿真結(jié)果48-49
• 4.2.3 相位噪聲仿真結(jié)果49-58
• 4.2.4 光時誤差仿真結(jié)果58-59
• 4.2.5 多徑誤差仿真結(jié)果59-61
• 4.2.6 時間同步誤差仿真結(jié)果61-62
• 4.2.7 所有誤差仿真結(jié)果62-63
• 4.3 本章小結(jié)63-65
• 第五章 測距精度影響因素誤差特性分析65-85
• 5.1 超穩(wěn)晶振誤差特性分析65-78
• 5.1.1 超穩(wěn)晶振建模65-67
• 5.1.1.1 分?jǐn)?shù)階積分法65-67
• 5.1.1.2 仿真方案67
• 5.1.2 超穩(wěn)晶振仿真結(jié)果67-78
• 5.1.2.1 分量冪率譜權(quán)重系數(shù)擬合67-68
• 5.1.2.2 IIR法生成 1/f或 1/f2冪率譜分量噪聲68-71
• 5.1.2.3 IIR法生成 1/f3冪率譜分量噪聲71-72
• 5.1.2.4 IIR法生成 1/f4冪率譜分量噪聲72-74
• 5.1.2.5 IIR法生成相位噪聲74-75
• 5.1.2.6 相位噪聲阿倫方差仿真結(jié)果75-78
• 5.2 時間同步誤差特性分析78-82
• 5.2.1 雙星時間同步78-80
• 5.2.2 時鐘同步誤差的實現(xiàn)80-81
• 5.2.3 時間同步仿真結(jié)果81-82
• 5.3 雙星星間距對測距精度影響82-83
• 5.4 本章小結(jié)83-85
• 第六章 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 全文總結(jié)85
• 6.2 后續(xù)工作展望85-87
• 致謝87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：重力場反演雙星微米級測距誤差特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：320162