星间链路条件下的北斗钟差观测与自主定轨策略研究
发布时间：2021-08-19 10:20
星间链路技术是世界GNSS发展的前沿,很快将成为北斗全球系统运控的重要依托。前人相关研究多基于仿真,而本文采用北斗新一代导航试验卫星提供的星间、星地Ka波段实测数据,对北斗星间链路条件下的钟差解算和自主定轨策略问题进行了系统研究。文章主要工作包括:（1）为满足星间钟差解算和自主定轨的需要,详细推导了北斗星间星地Ka波段的时分体制双向单程观测的数学模型。重点研究了与地面用户算法一致的星间链路设备时延标定方法,并利用星地、星间实测数据进行设备时延标定检验,使Ka波段和L波段的钟差解算系统差缩小到0.35ns以内,解决了设备时延标定与下行导航信号群时延不一致的问题。同时推导了星间、星地可见性判定条件,为判断星间实测数据合理性提供了依据,也使MEO星间链路数据仿真效率提升了30.4%。（2）为检验北斗星间链路工作能力,系统分析了基于星间链路的北斗卫星钟差解算性能,对实测Ka链路钟差拟合结果进行了内、外符合精度分析、钟差预报精度分析和境外卫星间接钟差解算精度分析。实验结果显示:Ka波段7d拟合钟速外符合精度优于10-14（s/s2）,零阶项外符合精度优...
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GPSIIIA卫星构造
段该站星地 L 波段钟差解算量用于对比分析受到 3.2.3 节所述各类误差项残差的影观测弧段不连续，卫星每次重入境时存在钟此外，根据现有研究，北斗新一代试验卫星星接近天顶时还存在不明原因的多径翘变[6的因素之一。故选取 7 天、3 天、1 天和 1 4.3.2 七天拟合结果分析在七月数据中，选取观测数据较充分的~12 日 0 时，即北斗时 548 周 172800s~549 周得到两种观测体制的卫星钟差解算时间序列秒起始，每秒钟为一个观测历元）。由于尚观测数据远不如传统 L 波段充足，两种体制的一致性。同时，四颗卫星的钟速存在较大
表 4-1 星地钟差 7 天 波段(ns)L 3846.0786 Ka 3846.0742 L -2561.0964 Ka -2561.0878 SL -1013.3823 Ka -1013.4027 SL -3737.1333 Ka -3737.2330 差时间序列计算拟合残差，如图 4-2 所，且受卫星再入境偏差的影响较大，K了残差的均方根误差（RMS），其量值代示，可见在 7 天时长内，所有卫星两种内 Ka 波段观测量的内符合精度较 L 波
【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗新一代试验星观测数据质量分析[J]. 温旭峰,郝金明,胡小工,唐成盼,焦博. 测绘科学技术学报. 2017(06)
[2]北斗新一代卫星时分体制星间链路测量的系统误差标定[J]. 潘军洋,胡小工,唐成盼,周善石,李冉,朱陵凤,唐桂芬,胡光明,常志巧,吴杉,苏冉冉. 科学通报. 2017(23)
[3]星间链路体制下的星地双向时间同步方法[J]. 吕宏春,卢晓春,武建锋. 宇航学报. 2017(07)
[4]BD卫星星间链路定轨结果及分析[J]. 宋小勇,毛悦,冯来平,贾小林,姬剑锋. 测绘学报. 2017(05)
[5]利用星间双向测距数据进行北斗卫星集中式自主定轨的初步结果分析[J]. 唐成盼,胡小工,周善石,潘军洋,郭睿,胡光明,朱陵凤,李晓杰,吴杉,王琰. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(02)
[6]北斗新一代试验卫星星钟及轨道精度初步分析[J]. 陈金平,胡小工,唐成盼,周善石,郭睿,潘军洋,李冉,朱陵凤. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(11)
[7]国外卫星导航系统星间链路发展研究[J]. 李龙龙,耿国桐,李作虎. 测绘科学技术学报. 2016(02)
[8]利用GNSS星间链路的航天器定轨方法研究[J]. 孟轶男,樊士伟,杨强文,宋小勇. 航天器工程. 2015(05)
[9]基于人工拉格朗日点太阳帆的导航卫星自主定轨技术[J]. 邬静云,高有涛. 南京航空航天大学学报. 2014(06)
[10]基于X射线脉冲星和星间链路的导航星座自主导航仿真研究[J]. 梁晓朋,王朝晖,彭孔阳. 航天控制. 2014(05)
博士论文
[1]导航卫星自主导航关键技术研究[D]. 肖寅.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2015
[2]基于X射线脉冲星的导航星座定向参数确定方法研究[D]. 刘利.国防科学技术大学 2014
[3]基于星间链路的导航卫星轨道确定及时间同步方法研究[D]. 朱俊.国防科学技术大学 2011
[4]COMPASS导航卫星定轨研究[D]. 宋小勇.长安大学 2009
本文编号：3351226
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GPSIIIA卫星构造
段该站星地 L 波段钟差解算量用于对比分析受到 3.2.3 节所述各类误差项残差的影观测弧段不连续，卫星每次重入境时存在钟此外，根据现有研究，北斗新一代试验卫星星接近天顶时还存在不明原因的多径翘变[6的因素之一。故选取 7 天、3 天、1 天和 1 4.3.2 七天拟合结果分析在七月数据中，选取观测数据较充分的~12 日 0 时，即北斗时 548 周 172800s~549 周得到两种观测体制的卫星钟差解算时间序列秒起始，每秒钟为一个观测历元）。由于尚观测数据远不如传统 L 波段充足，两种体制的一致性。同时，四颗卫星的钟速存在较大
表 4-1 星地钟差 7 天 波段(ns)L 3846.0786 Ka 3846.0742 L -2561.0964 Ka -2561.0878 SL -1013.3823 Ka -1013.4027 SL -3737.1333 Ka -3737.2330 差时间序列计算拟合残差，如图 4-2 所，且受卫星再入境偏差的影响较大，K了残差的均方根误差（RMS），其量值代示，可见在 7 天时长内，所有卫星两种内 Ka 波段观测量的内符合精度较 L 波
【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗新一代试验星观测数据质量分析[J]. 温旭峰,郝金明,胡小工,唐成盼,焦博. 测绘科学技术学报. 2017(06)
[2]北斗新一代卫星时分体制星间链路测量的系统误差标定[J]. 潘军洋,胡小工,唐成盼,周善石,李冉,朱陵凤,唐桂芬,胡光明,常志巧,吴杉,苏冉冉. 科学通报. 2017(23)
[3]星间链路体制下的星地双向时间同步方法[J]. 吕宏春,卢晓春,武建锋. 宇航学报. 2017(07)
[4]BD卫星星间链路定轨结果及分析[J]. 宋小勇,毛悦,冯来平,贾小林,姬剑锋. 测绘学报. 2017(05)
[5]利用星间双向测距数据进行北斗卫星集中式自主定轨的初步结果分析[J]. 唐成盼,胡小工,周善石,潘军洋,郭睿,胡光明,朱陵凤,李晓杰,吴杉,王琰. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(02)
[6]北斗新一代试验卫星星钟及轨道精度初步分析[J]. 陈金平,胡小工,唐成盼,周善石,郭睿,潘军洋,李冉,朱陵凤. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(11)
[7]国外卫星导航系统星间链路发展研究[J]. 李龙龙,耿国桐,李作虎. 测绘科学技术学报. 2016(02)
[8]利用GNSS星间链路的航天器定轨方法研究[J]. 孟轶男,樊士伟,杨强文,宋小勇. 航天器工程. 2015(05)
[9]基于人工拉格朗日点太阳帆的导航卫星自主定轨技术[J]. 邬静云,高有涛. 南京航空航天大学学报. 2014(06)
[10]基于X射线脉冲星和星间链路的导航星座自主导航仿真研究[J]. 梁晓朋,王朝晖,彭孔阳. 航天控制. 2014(05)
博士论文
[1]导航卫星自主导航关键技术研究[D]. 肖寅.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2015
[2]基于X射线脉冲星的导航星座定向参数确定方法研究[D]. 刘利.国防科学技术大学 2014
[3]基于星间链路的导航卫星轨道确定及时间同步方法研究[D]. 朱俊.国防科学技术大学 2011
[4]COMPASS导航卫星定轨研究[D]. 宋小勇.长安大学 2009
本文编号：3351226
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