本文關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星廣播星歷及歷書參數(shù)擬合算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：廣播星歷與歷書作為衛(wèi)星導(dǎo)航電文中兩個重要的內(nèi)容，在實時導(dǎo)航定位中發(fā)揮著極為重要的作用。對于導(dǎo)航定位用戶而言，精密的軌道信息是精確定位的基礎(chǔ)，然而要滿足用戶的實時定位要求，相比于精度較高的事后精密星歷，廣播星歷在實時性和數(shù)據(jù)更新周期方面有較大優(yōu)勢。廣播星歷及歷書參數(shù)是通過預(yù)報軌道擬合得到的，常用擬合算法主要為軌道根數(shù)法和狀態(tài)適量積分法，其典型代表分別為GPS和GLONASS廣播星歷參數(shù)擬合方式。采用軌道根數(shù)法擬合星歷及歷書參數(shù)，由于其用戶算法簡單，擬合精度高，外推能力強等優(yōu)點，被GPS、BDS、GALILEO等廣泛采用。然而，由于星座布設(shè)的不同，軌道根數(shù)擬合法對不同導(dǎo)航系統(tǒng)的適用性成為了當前學者研究的熱點問題。 目前，北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)已經(jīng)開始提供服務(wù)，北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)正處于建設(shè)階段。區(qū)域系統(tǒng)中采用了軌道根數(shù)擬合法擬合了類似GPS的16參數(shù)廣播星歷，且對于三類不同衛(wèi)星的廣播星歷擬合精度都優(yōu)于10cm。北斗全球系統(tǒng)的軌道精度指標要求優(yōu)于區(qū)域系統(tǒng)，廣播星歷擬合精度需達到5cm，本文將18參數(shù)擬合模型用于北斗全球系統(tǒng)中，分析軌道根數(shù)擬合18參數(shù)模型的精度及其對北斗衛(wèi)星的適用性。同時，在分析GPS中等精度和簡約歷書的基礎(chǔ)上，考慮了北斗GEO衛(wèi)星小傾角問題，設(shè)計了BDS簡約歷書模型，并采用軌道根數(shù)擬合歷書參數(shù)，評定其歷書精度。論文的具體研究內(nèi)容如下： （1）介紹了導(dǎo)航衛(wèi)星廣播星歷及歷書的相關(guān)理論和擬合算法，分析了GPS和GLONASS廣播星歷及歷書模型的特點。 （2）針對北斗GEO衛(wèi)星特點，采用軌道旋轉(zhuǎn)法及GIVENS正交變換解決了小傾角和小偏心率引起的廣播星歷擬合不成功的問題。 （3）推導(dǎo)了衛(wèi)星位置對16參數(shù)和18參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)，并對偏導(dǎo)數(shù)中調(diào)和項的影響做了相關(guān)研究與分析，通過實驗得出調(diào)和項的影響量級為10-5。 （4）采用軌道根數(shù)擬合算法，用北斗精密星歷擬合16參數(shù)廣播星歷和18參數(shù)廣播星歷，并分析了兩種星歷模型的擬合精度，結(jié)果顯示，，16參數(shù)廣播星歷擬合平均用戶測距誤差（URE）為3cm，最大不超過8cm，18參數(shù)廣播星歷擬合平均用戶測距誤差為5mm，最大不超過3cm。 （5）分析了不同擬合弧段對兩種廣播星歷擬合精度的影響，結(jié)果顯示，隨著擬合弧段的增加，16參數(shù)和18參數(shù)擬合精度下降，當擬合弧段大于4h時，精度發(fā)散速度快速增加，因此為了確保軌道精度，建議廣播星歷擬合不超過4h。 （6）針對北斗系統(tǒng)星座的特殊性，設(shè)計了一種適用于北斗系統(tǒng)的歷書參數(shù)及其生成算法，能同時適用于GEO、IGSO和MEO衛(wèi)星，通過算例驗證該算法擬合出的衛(wèi)星歷書參數(shù)的精度損失都小于1000m，在衛(wèi)星快速捕獲所要求的范圍內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：北斗 廣播星歷 歷書 最小二乘估計 URE
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 廣播星歷參數(shù)模型及擬合算法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 歷書參數(shù)模型及擬合算法研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文研究的意義和主要內(nèi)容17-19
• 第二章 廣播星歷及歷書擬合基本理論19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 衛(wèi)星軌道理論19-25
• 2.2.1 二體問題下開普勒軌道根數(shù)及其物理意義19-21
• 2.2.2 導(dǎo)航衛(wèi)星受攝運動21-25
• 2.3 時間系統(tǒng)和坐標系統(tǒng)25-30
• 2.3.1 時間系統(tǒng)及其相互轉(zhuǎn)換25-27
• 2.3.2 坐標系統(tǒng)及其相互轉(zhuǎn)換27-29
• 2.3.3 北斗時間系統(tǒng)和坐標系統(tǒng)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 導(dǎo)航衛(wèi)星廣播星歷擬合及精度分析31-57
• 3.1 引言31
• 3.2 GPS 廣播星歷模型及用戶算法31-39
• 3.2.1 兩種 GPS 廣播星歷模型及其參數(shù)物理意義31-34
• 3.2.2 MEO/IGSO 衛(wèi)星廣播星歷用戶算法34-37
• 3.2.3 GEO 衛(wèi)星廣播星歷用戶算法37-39
• 3.3 廣播星歷擬合算法39-44
• 3.3.1 廣播星歷擬合算法流程39-41
• 3.3.2 廣播星歷最小二乘估計原理41-42
• 3.3.3 GIVENS 變換42-44
• 3.4 廣播星歷參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)44-51
• 3.5 北斗衛(wèi)星兩種廣播星歷擬合及精度分析51-56
• 3.5.1 北斗衛(wèi)星 16 參數(shù)與 18 參數(shù)廣播星歷擬合精度分析52-53
• 3.5.2 北斗衛(wèi)星廣播星歷擬合時長對比分析53-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 歷書參數(shù)擬合算法及精度分析57-76
• 4.1 引言57
• 4.2 中等精度歷書擬合算法及精度分析57-65
• 4.2.1 中等精度歷書參數(shù)組成57
• 4.2.2 中等精度歷書用戶算法57-59
• 4.2.3 中等精度歷書擬合算法59-61
• 4.2.4 中等精度歷書參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)61-62
• 4.2.5 計算與分析62-65
• 4.3 簡約歷書擬合算法及精度分析65-74
• 4.3.1 簡約歷書參數(shù)及用戶算法65-67
• 4.3.2 簡約歷書參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)67
• 4.3.3 北斗簡約歷書設(shè)計與生成算法67-68
• 4.3.4 計算與分析68-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 總結(jié)與展望76-78
• 論文總結(jié)76-77
• 展望77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀學位期間取得的研究成果82-83
• 一、 論文發(fā)表情況82
• 二、 參加學術(shù)交流會議82
• 三、 獲獎情況82-83
• 致謝83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬駿,焦文海,肖業(yè)倫;基于GLONASS星歷的預(yù)報軌道的誤差分析[J];北京航空航天大學學報;2005年10期

2 崔先強;唐穎哲;姬劍鋒;李舒侗;;用基于Givens變換的QR分解計算類GPS廣播星歷參數(shù)[J];測繪工程;2006年04期

3 崔先強;焦文海;秦顯平;;GPS廣播星歷參數(shù)擬合算法的探討[J];測繪科學;2006年01期

4 陳劉成;韓春好;陳金平;;廣播星歷參數(shù)擬合算法研究[J];測繪科學;2007年03期

5 陳劉成;韓春好;唐波;;GLONASS衛(wèi)星位置的動力學改進算法[J];測繪科學;2007年04期

6 程鵬飛;文漢江;成英燕;王華;;2000國家大地坐標系橢球參數(shù)與GRS 80和WGS 84的比較[J];測繪學報;2009年03期

7 何峰;王剛;劉利;陳劉成;胡小工;黃勇;宋葉志;阮仁桂;;地球靜止軌道衛(wèi)星廣播星歷參數(shù)擬合與試驗分析[J];測繪學報;2011年S1期

8 馬開鋒;彭碧波;洪櫻;;基于衛(wèi)星軌道特征的低軌衛(wèi)星星歷參數(shù)擬合法[J];大地測量與地球動力學;2007年01期

9 崔先強;;參數(shù)加權(quán)的Givens變換算法及其在導(dǎo)航衛(wèi)星廣播星歷擬合中的應(yīng)用[J];大地測量與地球動力學;2010年03期

10 胡松杰;GPS和GLONASS廣播星歷參數(shù)分析及算法[J];飛行器測控學報;2005年03期

  本文關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星廣播星歷及歷書參數(shù)擬合算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：353790