首页> 中文学位 >由星载GPS数据进行CHAMP卫星定轨和地球重力场模型解算
【6h】

由星载GPS数据进行CHAMP卫星定轨和地球重力场模型解算

代理获取

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2地球重力场的研究状况

1.3卫星定轨和卫星重力研究状况

1.4利用卫星跟踪卫星精化地球重力场模型的研究状况

1.5 CHAMP卫星

1.6 GPS技术概述

1.7本文研究的主要内容

2低轨卫星运动理论

2.1二体问题

2.2低轨卫星的受摄运动

2.3低轨卫星的保守摄动

2.3.1地球非球形摄动

2.3.2多体(N-body)摄动

2.3.3海潮

2.3.4固体潮

2.3.5大气潮

2.3.6极潮

2.3.7相对论效应

2.4低轨卫星的非保守摄动

2.4.1太阳光压

2.4.2地球辐射压

2.4.3大气阻力和浮力

2.4.4其它非保守摄动力

2.5经验加速度

3低轨卫星定轨与轨道积分

3.1卫星跟踪观测量

3.1.1摄影照相方法

3.1.2激光测卫

3.1.3 Doppler技术

3.1.4 PRARE

3.1.5 DORIS

3.1.6 GPS

3.2卫星定轨基本问题

3.3卫星轨道积分

3.3.1分析法

3.3.2数值法

3.4多步Cowell Ⅱ数值积分法

4星载GPS数据预处理研究

4.1钟差改正

4.2周跳和模糊度问题

4.2.1周跳探测和修复的宽巷/窄巷法

4.2.2周跳探测和修复的连续求差法

4.3观测量的跟踪点改正

4.3.1低轨卫星姿态确定

4.3.2距离改正

4.3.3平均距离变率改正

4.3.4双频距离改正

4.4 GPS天线相位中心偏移和相位中心改正

5星载GPS星地差分观测量

5.1概述

5.2 GPS基本观测量

5.2.1伪距

5.2.2载波相位

5.2.3 Doppler频移

5.3星载GPS相位观测量的差分

5.3.1星载GPS相位观测量

5.3.2星载GPS星间相位单差观测量

5.3.3星载GPS星地相位双差观测量

5.3.4星载GPS星地相位三差观测量

6分块Bayes最小二乘参数估计

6.1参数估计问题

6.2观测模型及相关导数

6.3 GPS观测量的导数

6.3.1伪距

6.3.2相位

6.3.3 Doppler频移

6.3.4星间单差

6.3.5星地双差

6.3.6星地三差

6.3.7 PCE

6.4变分方程

6.5 Bayes最小二乘估计

6.6分块Bayes估计

7由GPS相位数据确定CHAMP卫星轨道

7.1 GPS观测数据和相关数据

7.2 GPS相位数据预处理

7.2.1 GPS Prep

7.2.2 GPS数据处理过程

7.3 CHAMP卫星定轨

7.3.1 GEODYN Ⅱ

7.3.2 CHAMP卫星轨道解算

7.3.3 CHAMP定轨精度

8地球重力场模型解算

8.1 CHAMP卫星轨道数据

8.2解算策略

8.3解算结果(一)

8.3解算结果(二)

9地球重力场模型低阶系数时变规律和地心运动研究

9.1概述

9.2 CHAMP卫星轨道数据和解算

9.3低阶带谐系数

9.4地心运动

10结论与建议

10.1主要研究成果

10.2有待进一步研究的方向

参考文献

致谢

攻读博士学位期间的主要科研工作和成果

作者简介

展开▼

摘要

本文的工作和创新点主要有:1.回顾了重力测量和卫星重力探测技术的发展和应用,阐述了描述低轨卫星状态的直角坐标、Kepler根数、Hill根数和Equinoctial根数之间的相互关系,认为Hill根数和Equinoctial根数能够避免由卫星轨道奇异带来的计算问题,分析了低轨卫星的受摄运动,给出了摄动模型.2.根据卫星运动微分方程和卫星跟踪观测量,探讨了卫星定轨问题,分析了卫星轨道积分的分析法和数值法,推导了多步Cowell Ⅱ轨道数值积分公式.3.探讨了星载GPS相位数据钟差改正的多项式拟合法,提出利用宽巷/窄巷法和连续求差法进行模糊度解算以及周跳探测和修复,分析了卫星姿态确定方法、GPS观测量的跟踪点改正模型、GPS天线相位中心改正和偏移改正模型;对CHAMP星载GPS数据和IGS跟踪站实际观测数据进行了处理,认为钟差可达ms级、星载GPS相位观测数据比IGS跟踪站的GPS数据周跳明显增多以及模糊度解算难度增大、GPS相位中心改正和偏移改正可达cm级(甚至更大).4.利用IGS跟踪站的GPS数据和星载GPS数据,给出了星载GPS相位观测量、星间相位单差观测量、星地相位双差观测量、星地相位三差观测量,用于卫星精密定轨和地球重力场模型解算.5.分析了低轨卫星定轨和地球重力场模型解算的参数估计问题,推导了分块Bayes最小二乘参数估计公式,给出了观测方程、变分方程和GPS观测量的导数.6.根据卫星动力学原理,由星载GPS数据和IGS跟踪站的GPS数据构造星地相位双差观测量,对CHAMP卫星进行实际定轨.与德国GFZ的PSO相比,本文定轨径向精度为0.2857m;经过重叠轨道比较和分析,本文重叠轨道径向精度为0.0958m;进行了轨道端点比较,端点轨道径向精度达到0.0666m.7.根据动力学原理,利用1个月的CHAMP几何定轨结果,采用两步法,解算了一个完全到70阶次的地球重力场模型GGM01S.与EGM96(完全到70阶次)相比,GGM01S的大地水准面起伏精度不超过0.2186m,重力异常精度不超过1.2735mgal.与EIGEN1S(完全到70阶次)相比,GGM01S的大地水准面起伏的精度不超过0.9804m,重力异常精度不超过8.0429mgal.8.利用1年的CHAMP卫星几何定轨结果,由动力学方法,解算了低阶地球引力位系数时间序列,给出了J<,2>、J<,3>和地心运动的时间变化规律.J<,2>的变率为J<,2>=-0.783×10<'-11>/month,J<,3>的年变率为J<,3>=-0.5×10<'-12>/month,J<,2>为负说明地球动力学形状变得越来越圆,J<,3>为负说明地球的梨形增强.地心运动的结果为:X方向为8.4mm,变率为X=2.8mm/month;Y方向为4.0mm,变率为Y=-1.9mm/month;Z方向为5.0mm,变率为Z=-0.5mm/month.

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号