卫星导航系统星地/星间链路联合定轨方法研究
发布时间：2023-10-22 10:31
全球卫星导航定位、定轨精度受地面监测站的分布影响,星地/星间链路联合定轨是解决区域布站下提高卫星轨道确定精度的有效途径。本文从星地/星间链路联合定轨的理论基础出发,围绕星地/星间链路联合定轨的解算策略开展研究。给出了星地/星间链路轨道、钟差解算策略,即轨道/钟差独立解算、时间同步约束条件下的轨道/钟差解算、以及轨道/钟差一体化解算策略,并通过联合定轨试验对三种解算策略做了比较分析。主要内容及创新如下：1.详细描述了GPS、GLONASS、北斗等全球主要的卫星导航系统现状及面临问题,分析了现代卫星导航系统发展的必要性和发展趋势。针对我国北斗系统区域布站导致卫星轨道精度难以提高的问题,指出星间链路是提高卫星定轨精度的有效途径,说明了研究星地/星间链路联合定轨研究的意义,从而引出了本文的研究内容。2.构建了星地、星间数据预处理的观测模型和动力学模型,给出了星间数据预处理方法、联合定轨时参数解算策略,为软件研制、测试提供了支撑。3.基于星地链路定轨软件的基础上,根据本文的研究需求,开发了联合定轨软件。软件可跨平台在Windows和Linux系统下编译运行,实现了观测数据仿真,数据预处理、联合轨...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 现代卫星导航系统的发展现状
1.2.1 GPS系统现代化进程受阻
1.2.2 GLONSASS系统建设稳步推进
1.2.3 GALILEO系统组网推迟
1.2.4 北斗导航卫星系统国际化取得新突破
1.2.5 日本和印度的区域卫星导航系统
1.2.6 星间链路的建设现状
1.2.7 星地/星间链路联合定轨研究状况
1.3 本文的研究内容
第二章 卫星轨道基础理论
2.1 时间系统
2.1.1 世界时
2.1.2 原子时
2.1.3 力学时
2.1.4 GPS时
2.1.5 时间系统转换
2.2 坐标系统
2.2.1 地心惯性坐标系
2.2.2 地固坐标系
2.2.3 卫星坐标系
2.2.4 坐标系之间的转换
2.3 星的摄动力模型
2.3.1 保守力模型
2.3.2 非保守力模型
2.4 动力学定轨原理
2.5 本章小结
第三章 星地/星间链路联合定轨理论与模型研究
3.1 星地观测数据处理
3.1.1 星地测距观测方程
3.1.2 观测量的修正模型
3.2 星间测距观测数据处理
3.2.1 星间测距观测方程
3.2.2 星间链路观测数据的归化处理
3.2.3 观测量的误差源
3.3 星地/星间链路联合解算策略
3.3.1 卫星轨道/钟差独立求解
3.3.2 时间同步约束下卫星轨道联合求解
3.3.3 卫星轨道/钟差一体化求解
3.4 星地/星间链路联合平差解算
3.5 本章小结
第四章 星地/星间链路联合定轨软件
4.1 模块设计
4.2 数据处理环境
4.3 运行解算说明
4.4 本章小结
第五章 数据仿真与试验分析
5.1 观测数据仿真
5.1.1 星地观测数据仿真
5.1.2 星间观测数据仿真
5.2 星地链路定轨结果及分析
5.3 卫星轨道钟差独立求解
5.3.1 星地伪距/星间联合定轨
5.3.2 星地载波相位/星间联合定轨
5.4 时间同步约束下的轨道联合求解
5.4.1 星地伪距/星间联合定轨
5.4.2 星地载波相位/星间联合定轨
5.5 卫星轨道钟差一体化求解
5.5.1 星地伪距/星间联合定轨
5.5.2 星地载波相位/星间联合定轨
5.6 三种解算策略的比较
5.6.1 全球/区域布站下的结果比较与分析
5.6.2 地面观测站数量对定轨结果的影响
5.6.3 三种解算策略中不确定因素对定轨解算结果的影响分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作
致谢
本文编号：3856339
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 现代卫星导航系统的发展现状
1.2.1 GPS系统现代化进程受阻
1.2.2 GLONSASS系统建设稳步推进
1.2.3 GALILEO系统组网推迟
1.2.4 北斗导航卫星系统国际化取得新突破
1.2.5 日本和印度的区域卫星导航系统
1.2.6 星间链路的建设现状
1.2.7 星地/星间链路联合定轨研究状况
1.3 本文的研究内容
第二章 卫星轨道基础理论
2.1 时间系统
2.1.1 世界时
2.1.2 原子时
2.1.3 力学时
2.1.4 GPS时
2.1.5 时间系统转换
2.2 坐标系统
2.2.1 地心惯性坐标系
2.2.2 地固坐标系
2.2.3 卫星坐标系
2.2.4 坐标系之间的转换
2.3 星的摄动力模型
2.3.1 保守力模型
2.3.2 非保守力模型
2.4 动力学定轨原理
2.5 本章小结
第三章 星地/星间链路联合定轨理论与模型研究
3.1 星地观测数据处理
3.1.1 星地测距观测方程
3.1.2 观测量的修正模型
3.2 星间测距观测数据处理
3.2.1 星间测距观测方程
3.2.2 星间链路观测数据的归化处理
3.2.3 观测量的误差源
3.3 星地/星间链路联合解算策略
3.3.1 卫星轨道/钟差独立求解
3.3.2 时间同步约束下卫星轨道联合求解
3.3.3 卫星轨道/钟差一体化求解
3.4 星地/星间链路联合平差解算
3.5 本章小结
第四章 星地/星间链路联合定轨软件
4.1 模块设计
4.2 数据处理环境
4.3 运行解算说明
4.4 本章小结
第五章 数据仿真与试验分析
5.1 观测数据仿真
5.1.1 星地观测数据仿真
5.1.2 星间观测数据仿真
5.2 星地链路定轨结果及分析
5.3 卫星轨道钟差独立求解
5.3.1 星地伪距/星间联合定轨
5.3.2 星地载波相位/星间联合定轨
5.4 时间同步约束下的轨道联合求解
5.4.1 星地伪距/星间联合定轨
5.4.2 星地载波相位/星间联合定轨
5.5 卫星轨道钟差一体化求解
5.5.1 星地伪距/星间联合定轨
5.5.2 星地载波相位/星间联合定轨
5.6 三种解算策略的比较
5.6.1 全球/区域布站下的结果比较与分析
5.6.2 地面观测站数量对定轨结果的影响
5.6.3 三种解算策略中不确定因素对定轨解算结果的影响分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作
致谢
本文编号：3856339
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