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基于SLR技术的卫星精密定轨

作　者: 秦显平
导　师: 杨元喜
学　校: 中国人民解放军信息工程大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: SLR 卫星精密定轨抗差估计方差分量估计地心运动 GLONASS
分类号: V556
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 559次
引　用: 5次
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内容摘要

SLR(Satellite Laser Ranging)技术是现代空间大地测量最先进技术之一，它可以为人造卫星提供精密的距离观测，本文系统地研究了SLR技术在卫星精密定轨中的有关技术问题。首先介绍了基于SLR技术的卫星精密定轨基本原理和方法；然后将抗差估计和方差分量估计引入到卫星精密定轨的数据处理，以控制观测资料的粗差影响，并解决各类观测量的合理加权问题。通过对Lageos2卫星的精密定轨表明，抗差估计有效地减弱了观测资料中粗差的影响，方差分量估计基本解决了观测资料的合理加权问题，从而提高了卫星的定轨精度。作为SLR技术在卫星精密定轨中的应用，本文根据5年Lageos2的SLR实测资料，分别采用直接法和动力法，计算出了两组相对于ITRF2000参考框架原点的地心运动序列。通过对计算结果的分析，我们发现地心运动存在着近周年和近半年的周期分量，但地心运动的长期变化并不明显。为了采用SLR观测资料确定GLONASS卫星轨道，本文在原有的定轨软件中加入了与GLONASS卫星有关的力学模型和测量模型，使之能够计算GLONASS卫星轨道。采用SLR实测资料对部分GLONASS卫星进行精密定轨后，将计算结果与CODE轨道进行了比较。通过比较与分析，发现我们采用SLR技术对GLONASS卫星的定轨精度在径向优于10cm，同时，还发现SLR和微波资料确定的GLONASS卫星轨道在径向存在系统性误差，该系统差随卫星轨道面的不同而不同。综合利用各种观测资料是提高卫星定轨精度的一个有效手段，本文初步探讨了利用GPS伪距资料与SLR资料的综合定轨。文章首先采用非差伪距定轨方法，以GPS伪距资料为观测量对GPS35卫星进行定轨，然后将SLR资料与GPS伪距资料综合起来进行定轨，通过两种定轨方法的比较，我们发现增加SLR资料后，GPS35卫星轨道的径向精度得到了明显的提高，提高的程度不仅与观测值数量有关，而且与观测台站的分布有关。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
第一章绪论  6-14
  1.1 卫星激光测距(SLR)简介  6-9
    1.1.1 卫星激光测距的原理和发展状况  6
    1.1.2 全球卫星激光测距观测站的分布  6-7
    1.1.3 用于激光测距的卫星  7-8
    1.1.4 卫星激光测距资料的科学应用和主要成果  8-9
  1.2 卫星精密定轨发展及应用现状  9-10
  1.3 利用SLR进行卫星精密定轨  10-14
    1.3.1 SLR数据处理  10-11
    1.3.2 SLR定轨的误差源分析  11-12
    1.3.3 SLR技术在卫星精密定轨中的应用现状  12-14
第二章时间与坐标系统  14-20
  2.1 时间系统及其转换  14-17
    2.1.1 时间系统  14-15
    2.1.2 时间系统之间的转换  15-17
  2.2 坐标系统及其转换  17-20
    2.2.1 坐标系统  17-18
    2.2.2 坐标系统之间的转换  18-20
第三章卫星精密定轨的基本原理和方法  20-40
  3.1 卫星的运动方程  20-21
  3.2 估值方法  21-26
    3.2.1 状态方程  21-22
    3.2.2 观测方程  22-23
    3.2.3 批处理算法  23-26
  3.3 激光测距的观测模型  26-28
    3.3.1 瞬时激光测距模型  26
    3.3.2 激光测距的误差修正  26-28
    3.3.3 偏导数的计算  28
  3.4 卫星轨道的动力学模型  28-40
    3.4.1 引力摄动模型  29-34
    3.4.2 非引力摄动模型  34-36
    3.4.3 其他摄动力  36-37
    3.4.4 偏导数的计算  37-40
第四章抗差估计和方差分量估计在SLR精密定轨中的应用  40-53
  4.1 抗差估计在卫星定轨中的应用  40-44
    4.1.1 观测资料粗差问题  40
    4.1.2 抗差估计简介  40-44
  4.2 方差分量估计在卫星定轨中的应用  44-47
    4.2.1 观测资料权系数问题  44-45
    4.2.2 抗差方差分量估计  45-47
  4.3 实例计算与分析  47-53
    4.3.1 Lageos2卫星精密定轨  47-51
    4.3.2 Lageos2卫星定轨结果及分析  51-53
第五章 SLR技术在卫星精密定轨中的应用  53-64
  5.1 GLONASS卫星精密定轨  53-58
    5.1.1 SLR技术在GLONASS卫星定轨中的应用简介  53-54
    5.1.2 GLONASS卫星的精密定轨  54-55
    5.1.3 定轨结果及比较  55-58
  5.2 利用SLR与伪距资料综合定轨  58-64
    5.2.1 伪距的观测模型  58-60
    5.2.2 定轨结果及分析  60-64
第六章利用SLR资料测定地心运动  64-70
  6.1 地心运动的定义  64-65
  6.2 地心运动的计算方法  65-66
  6.3 计算结果与分析  66-70
第七章总结与展望  70-72
  7.1 本文的主要研究工作  70
  7.2 今后开展研究工作的建议  70-72
硕士在读期间参加和完成的科研与工程项目  72-73
硕士在读期间发表论文情况  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78

基于SLR技术的卫星精密定轨

内容摘要

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