BDS/Galileo星载原子钟性能及短期预报算法研究
发布时间：2021-01-26 07:54
在导航定位系统中,精确的时间测量至关重要,星载原子钟的质量直接决定导航定位授时（PNT）服务性能。因此,有必要对星载原子钟的在轨性能特征以及相应的钟差预报模型算法进行分析研究,从而为PNT服务提供保障。基于此,本文利用BDS/Galileo精密钟差时间序列产品分析了其不同类型星载原子钟的中长期特性,并进行了卫星钟差短期预报模型和算法研究,成果如下:（1）采用二次多项式拟合卫星钟差模型,得到了BDS与Galileo星载原子卫星钟的相位、频率、频漂以及残差序列,然后采用哈达玛总方差分别计算了BDS和Galileo星载钟的稳定度指标,揭示了BDS和Galileo星载原子钟的相位、频率、频漂及残差指标的变化规律;发现BDS的MEO卫星钟的性能要优于GEO卫星和IGSO卫星;而对于Galileo系统,20号卫星星载钟性能要显著差于其他星载钟结果,同时不同卫星的二次多项式模型钟差拟合精度具有显著周期性变化规律。（2）BDS星载原子钟的频率稳定度分析结果表明:BDS的万秒频率稳定度约为10-13量级,与北斗星载原子钟的设计指标一致。针对Galileo卫星钟的千秒频率稳定度指标分析结果表明:11、12...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状
1.2.1 星载原子钟特性方面
1.2.2 星载原子钟钟差模型预报方面
1.3 研究内容
第二章 星载原子钟性能分析基本理论
2.1 主要指标
2.1.1 准确度
2.1.2 相位
2.1.3 频率
2.1.4 频漂
2.1.5 稳定度
2.2 星载钟数据预处理
2.2.1 相位与频率数据转换
2.2.2 异常值探测与处理
2.3 卫星钟差模型与频偏、频漂估计方法
2.3.1 卫星钟差模型
2.3.2 频偏估计方法
2.3.3 频漂估计方法
2.4 卫星钟稳定度计算方法
2.4.1 标准方差
2.4.2 阿伦方差
2.4.3 重叠阿伦方差
2.4.4 改进阿伦方差
2.4.5 时间方差
2.4.6 阿伦总方差
2.4.7 改进总方差
2.4.8 时间总方差
2.4.9 哈达玛方差
2.4.10 重叠哈达玛方差
2.4.11 哈达玛总方差
2.5 本章小结
第三章星载原子钟钟差预报基本方法
3.1 卫星钟差预报模型
3.1.1 多项式预报模型
3.1.2 周期项预报模型
3.1.3 灰色模型
3.1.4 求和自回归滑动平均模型
3.2 卫星钟差参数估计方法
3.2.1 序贯最小二乘参数估计
3.2.2 卡尔曼滤波参数估计
3.3 本章小结
第四章 BDS/GALILEO星载原子钟的中长期特性分析
4.1 引言
4.2 北斗在轨星载钟中长期特性分析
4.2.1 BDS在轨卫星概况
4.2.2 BDS星载钟的相位、频率、频漂、残差特性分析
4.2.3 BDS星载钟的稳定性特性分析
4.3 伽利略在轨星载钟中长期特性分析
4.3.1 Galileo星载钟的相位、频率、频漂、残差特性分析
4.3.2 Galileo星载钟的稳定性特性分析
4.4 本章小结
第五章 BDS星载钟的短期钟差预报算例分析
5.1 数据方案说明
5.2 二次多项式模型算例
5.3 灰色模型算例
5.4 两种模型算例对比
5.5 本章小结
结论与展望
结论
研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗系统在轨卫星钟性能评估方法及结论[J]. 高为广,蔺玉亭,陈谷仓,孟轶男. 测绘科学技术学报. 2014(04)
[2]北斗区域卫星导航系统基本导航定位性能初步评估[J]. 杨元喜,李金龙,王爱兵,徐君毅,何海波,郭海荣,申俊飞,戴弦. 中国科学:地球科学. 2014(01)
[3]利用平滑广播星历的GNSS星载钟短稳评估方法[J]. 龚航,刘增军,彭竞,王飞雪. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(07)
[4]应用Jones-Tryon Kalman滤波器对在轨GPS Rb钟进行状态监测[J]. 张清华,隋立芬,贾小林. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(04)
[5]卫星钟及其性能监测与故障处理[J]. 赵娜,胡彩波,赵伟,刘春霞. 无线电工程. 2012(04)
[6]星载原子钟稳定性影响分析[J]. 毛悦,陈建鹏,戴伟,贾小林. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(10)
[7]钟差辅助故障卫星检测算法研究[J]. 滕云龙,师奕兵,郑植. 振动与冲击. 2011(06)
[8]开窗分类因子抗差自适应序贯平差用于卫星钟差参数估计与预报[J]. 黄观文,杨元喜,张勤. 测绘学报. 2011(01)
[9]利用GPS精密单点定位进行时间传递精度分析[J]. 张小红,蔡诗响,李星星,郭斐. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(03)
[10]北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J]. 杨元喜. 测绘学报. 2010(01)
博士论文
[1]北斗卫星导航系统性能评估理论与试验验证[D]. 胡志刚.武汉大学 2013
[2]GNSS星载原子钟质量评价及精密钟差算法研究[D]. 黄观文.长安大学 2012
[3]GNSS完好性增强理论与方法研究[D]. 牛飞.解放军信息工程大学 2008
[4]导航卫星原子钟时频特性分析理论与方法研究[D]. 郭海荣.解放军信息工程大学 2006
硕士论文
[1]卫星钟差预报模型研究[D]. 魏道坤.长安大学 2014
[2]GNSS在轨卫星钟特性分析及钟差预报研究[D]. 付文举.长安大学 2014
[3]卫星钟预报关键技术[D]. 俞志群.西安电子科技大学 2012
[4]GPS卫星钟差完备性监测研究与算法实现[D]. 方书山.辽宁工程技术大学 2011
[5]原子钟性能分析平台软件的设计与实现[D]. 李跃华.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3000751
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状
1.2.1 星载原子钟特性方面
1.2.2 星载原子钟钟差模型预报方面
1.3 研究内容
第二章 星载原子钟性能分析基本理论
2.1 主要指标
2.1.1 准确度
2.1.2 相位
2.1.3 频率
2.1.4 频漂
2.1.5 稳定度
2.2 星载钟数据预处理
2.2.1 相位与频率数据转换
2.2.2 异常值探测与处理
2.3 卫星钟差模型与频偏、频漂估计方法
2.3.1 卫星钟差模型
2.3.2 频偏估计方法
2.3.3 频漂估计方法
2.4 卫星钟稳定度计算方法
2.4.1 标准方差
2.4.2 阿伦方差
2.4.3 重叠阿伦方差
2.4.4 改进阿伦方差
2.4.5 时间方差
2.4.6 阿伦总方差
2.4.7 改进总方差
2.4.8 时间总方差
2.4.9 哈达玛方差
2.4.10 重叠哈达玛方差
2.4.11 哈达玛总方差
2.5 本章小结
第三章星载原子钟钟差预报基本方法
3.1 卫星钟差预报模型
3.1.1 多项式预报模型
3.1.2 周期项预报模型
3.1.3 灰色模型
3.1.4 求和自回归滑动平均模型
3.2 卫星钟差参数估计方法
3.2.1 序贯最小二乘参数估计
3.2.2 卡尔曼滤波参数估计
3.3 本章小结
第四章 BDS/GALILEO星载原子钟的中长期特性分析
4.1 引言
4.2 北斗在轨星载钟中长期特性分析
4.2.1 BDS在轨卫星概况
4.2.2 BDS星载钟的相位、频率、频漂、残差特性分析
4.2.3 BDS星载钟的稳定性特性分析
4.3 伽利略在轨星载钟中长期特性分析
4.3.1 Galileo星载钟的相位、频率、频漂、残差特性分析
4.3.2 Galileo星载钟的稳定性特性分析
4.4 本章小结
第五章 BDS星载钟的短期钟差预报算例分析
5.1 数据方案说明
5.2 二次多项式模型算例
5.3 灰色模型算例
5.4 两种模型算例对比
5.5 本章小结
结论与展望
结论
研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗系统在轨卫星钟性能评估方法及结论[J]. 高为广,蔺玉亭,陈谷仓,孟轶男. 测绘科学技术学报. 2014(04)
[2]北斗区域卫星导航系统基本导航定位性能初步评估[J]. 杨元喜,李金龙,王爱兵,徐君毅,何海波,郭海荣,申俊飞,戴弦. 中国科学:地球科学. 2014(01)
[3]利用平滑广播星历的GNSS星载钟短稳评估方法[J]. 龚航,刘增军,彭竞,王飞雪. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(07)
[4]应用Jones-Tryon Kalman滤波器对在轨GPS Rb钟进行状态监测[J]. 张清华,隋立芬,贾小林. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(04)
[5]卫星钟及其性能监测与故障处理[J]. 赵娜,胡彩波,赵伟,刘春霞. 无线电工程. 2012(04)
[6]星载原子钟稳定性影响分析[J]. 毛悦,陈建鹏,戴伟,贾小林. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(10)
[7]钟差辅助故障卫星检测算法研究[J]. 滕云龙,师奕兵,郑植. 振动与冲击. 2011(06)
[8]开窗分类因子抗差自适应序贯平差用于卫星钟差参数估计与预报[J]. 黄观文,杨元喜,张勤. 测绘学报. 2011(01)
[9]利用GPS精密单点定位进行时间传递精度分析[J]. 张小红,蔡诗响,李星星,郭斐. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(03)
[10]北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J]. 杨元喜. 测绘学报. 2010(01)
博士论文
[1]北斗卫星导航系统性能评估理论与试验验证[D]. 胡志刚.武汉大学 2013
[2]GNSS星载原子钟质量评价及精密钟差算法研究[D]. 黄观文.长安大学 2012
[3]GNSS完好性增强理论与方法研究[D]. 牛飞.解放军信息工程大学 2008
[4]导航卫星原子钟时频特性分析理论与方法研究[D]. 郭海荣.解放军信息工程大学 2006
硕士论文
[1]卫星钟差预报模型研究[D]. 魏道坤.长安大学 2014
[2]GNSS在轨卫星钟特性分析及钟差预报研究[D]. 付文举.长安大学 2014
[3]卫星钟预报关键技术[D]. 俞志群.西安电子科技大学 2012
[4]GPS卫星钟差完备性监测研究与算法实现[D]. 方书山.辽宁工程技术大学 2011
[5]原子钟性能分析平台软件的设计与实现[D]. 李跃华.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3000751
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dizhicehuilunwen/3000751.html
