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基于DORIS系统的卫星精密定轨与ERP参数解算

发布时间:2018-11-28 11:28
【摘要】:DORIS技术以其全天候、周期短、数据多等优点成为国内外卫星导航定位领域的研究开发的热点。本文以DORIS系统为基础,采用动力学定轨和批处理算法,研究了卫星相位中心偏差、对流层延迟、重力场模型等因素对定轨精度的影响程度,并利用DORIS数据基于平均距离变化率的测量模型实现了 ERP参数的解算。本文的主要研究内容及所得结论如下:(1)卫星相位中心偏差对定轨精度的影响将利用DORIS数据中的修正值进行相位中心偏差修正和使用固定矢量模型进行相位中心偏差修正两种方案获得的定轨结果进行比较,结果表明:利用所得数据中的修正值进行相位中心偏差修正,获得的定轨精度要优于使用固定矢量模型进行相位中心偏差修正的定轨精度。因此在使用DORIS2.0格式数据进行精密定轨时,可优先选择使用数据中提供的修正值进行卫星相位中心修正。(2)重力场模型对DORIS定轨精度的影响主要分析了 JGM-3、GGM02C、EGM96、EGM-2008、EIGEN-GL04C 和ITUGRACE-16重力场模型在展开到40、50、60、70、80和90阶次的情况下对于Jason-2卫星的定轨结果。结果表明:在相同的展开阶次下,采用ITUGRACE-16重力场模型所获得的定轨精度最好;在同一重力场模型的不同展开阶次中,上述几种重力场模型对于JASON-2卫星的定轨精度在50阶次达到最好。(3)对流层延迟修正对定轨精度的影响对比分析了利用数据中的对流层延迟修正值和使用Saastamoinen大气模型改正对流层延迟的定轨精度,结果表明:利用数据中的对流层折射修正值进行对流层延迟修正所得到的定轨结果较差,而利用Saastamoinen模型进行对流层修正结果则满足海洋测高卫星定轨精度的需求,因此在利用DORIS技术进行精密定轨时,推荐使用相应的对流层模型进行对流层延迟修正。(4) ERP参数的解算以平均距离变化率观测方程为基础,以解算ERP参数的理论模型为依据,基于动力学定轨原理与批处理算法,编写了 ERP参数解算软件,实现了利用DORIS数据解算ERP参数。为了验证定轨过程中轨道精度和ERP参数解算精度的关系,采用优化后的定轨方案分别利用DORIS 2.0和DORIS 3.0格式数据进行了 ERP参数的解算。结果表明,定轨精度与ERP参数解算精度成正比关系,要提高ERP参数的解算精度可以从选择更加优化的定轨策略入手。
[Abstract]:DORIS technology has become a hot spot in the research and development of satellite navigation and positioning field at home and abroad for its advantages of all-weather, short period and many data. Based on DORIS system, the influence of satellite phase center deviation, tropospheric delay and gravity field model on orbit determination accuracy is studied by using dynamic orbit determination and batch processing algorithm. The calculation of ERP parameters is realized by using the measurement model based on the average distance change rate of DORIS data. The main research contents and conclusions are as follows: (1) the effect of satellite phase center deviation on orbit determination accuracy will be corrected by using the correction value in DORIS data and by using the fixed vector model. The orbit determination results obtained by the two schemes are compared. The results show that the accuracy of orbit determination is better than that of using the fixed vector model to correct the phase center deviation. Therefore, in the use of DORIS2.0 format data for precise orbit determination, the satellite phase center correction can be made by using the correction value provided in the data first. (2) the influence of gravity field model on the precision of DORIS orbit determination is mainly analyzed in this paper. (2) the influence of gravity field model on the precision of DORIS orbit determination is mainly analyzed. The orbit determination results of EGM-2008,EIGEN-GL04C and ITUGRACE-16 gravity field models for Jason-2 satellites under the conditions that the gravity field models are developed to the order of 40,50,60,7080 and 90th order. The results show that the orbit determination accuracy obtained by using ITUGRACE-16 gravity field model is the best under the same expansion order. In the different expansion order of the model of the same gravity field, Several gravity field models mentioned above have the best orbit determination accuracy for JASON-2 satellites in 50 orders. (3) the effect of tropospheric delay correction on orbit determination accuracy is analyzed and compared with the tropospheric delay correction values and the use of the tropospheric delay correction values in the data. The Saastamoinen atmospheric model corrects the orbit determination accuracy of tropospheric delay. The results show that the results of tropospheric delay correction based on the tropospheric refraction correction in the data are poor, while the tropospheric correction by using Saastamoinen model can meet the requirements of the orbit determination accuracy of marine altimetry satellites. Therefore, it is recommended to use the corresponding tropospheric model for tropospheric delay correction when using DORIS technique for precise orbit determination. (4) the solution of ERP parameters is based on the observation equation of average distance change rate. Based on the theoretical model of solving ERP parameters, based on the principle of dynamic orbit determination and batch processing algorithm, a software for solving ERP parameters is developed, which realizes the calculation of ERP parameters by using DORIS data. In order to verify the relationship between orbit accuracy and ERP parameter resolution in orbit determination process, the optimized orbit determination scheme is used to calculate ERP parameters using DORIS 2.0 and DORIS 3.0 format data, respectively. The results show that the orbit determination accuracy is proportional to the precision of ERP parameter solution. To improve the accuracy of ERP parameter determination, we can choose a more optimized orbit determination strategy.
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P228

【参考文献】

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本文编号:2362696

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