基于星間鏈路的導(dǎo)航星座整網(wǎng)自主定軌技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星精密定軌是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。目前,GPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精密定軌是通過(guò)全球均勻分布的觀測(cè)站對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)跟蹤觀測(cè),經(jīng)由IGS分析解算得到每顆衛(wèi)星的精密軌道。由于政治原因,我國(guó)無(wú)法像GPS系統(tǒng)一樣在全球均勻布設(shè)觀測(cè)站,因而無(wú)法通過(guò)對(duì)北斗導(dǎo)航(BDS)衛(wèi)星的長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)進(jìn)行精密定軌。自主定軌是未來(lái)導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),也是解決制約我國(guó)全球?qū)Ш绞聵I(yè)發(fā)展難題的重要辦法。因此,論文圍繞星間鏈路自主定軌和X射線脈沖星輔助定軌的關(guān)鍵技

2、術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,詳細(xì)討論了組合定軌中尚未解決的技術(shù)性難題,提出了兩種相應(yīng)的誤差控制解決方法,旨在提高導(dǎo)航衛(wèi)星長(zhǎng)期自主定軌的軌道精度。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、論文首先從衛(wèi)星軌道的時(shí)空模型出發(fā),分析了導(dǎo)航星座自主定軌中需要用到的時(shí)間系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)及相互間的轉(zhuǎn)換。在此基礎(chǔ)上,對(duì)星間觀測(cè)頻段的選擇進(jìn)行了細(xì)致研究。并且,針對(duì)自主定軌模型中存在的非線性和不穩(wěn)定性特點(diǎn),確定了以平方根UKF為星載濾波器的定軌解算方法。
　　2、其次

3、,論文對(duì)北斗MEO衛(wèi)星的星間觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。針對(duì)兩種典型頻段的天線特性,分別從靜態(tài)掃描模式和動(dòng)態(tài)掃描模式對(duì)存在約束的星間觀測(cè)鏈路的可見性進(jìn)行了深入討論。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了兩種不同天線數(shù)量的鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。并基于設(shè)計(jì)的鏈路結(jié)構(gòu),采用真實(shí)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)星間鏈路自主定軌的定軌效果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,分析了定軌中存在的不足。
　　3、然后,論文為解決星間觀測(cè)自主定軌中存在的絕對(duì)基準(zhǔn)問(wèn)題,研究了基于X射線脈沖星的輔助定軌技術(shù)?？紤]到由于脈沖

4、星觀測(cè)技術(shù)限制而造成的脈沖星定軌精度誤差較大的問(wèn)題,論文重點(diǎn)分析了影響輔助定軌精度的主要誤差—星表方位誤差,并對(duì)星表方位誤差的估計(jì)算法進(jìn)行了深入研究。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于星表方位誤差改正的X射線脈沖星定軌算法來(lái)提高輔助定軌精度。
　　4、最后,論文深入研究了基于星間鏈路和X射線脈沖星的組合定軌算法。針對(duì)聯(lián)邦卡爾曼濾波器無(wú)法將精度相差較大的兩組定軌數(shù)據(jù)進(jìn)行有效融合的問(wèn)題,提出了一種級(jí)聯(lián)組合定軌算法,利用脈沖星輔助定軌中得到的帶