基于星載GPS的HY-2衛(wèi)星高精度精密定軌研究.pdf

1、衛(wèi)星定軌對人造地球衛(wèi)星任務(wù)順利執(zhí)行起著關(guān)鍵性的作用。星載GPS技術(shù)提供了連續(xù)的、大量衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，為人造氣球衛(wèi)星精密定軌工作提供了技術(shù)保障。HY-2衛(wèi)星是我國第一顆測高衛(wèi)星，攜帶有星載GPS接收機和衛(wèi)星測高儀，需要高精度的衛(wèi)星定軌（特別是徑向），以獲得厘米量級的海面高。因此，衛(wèi)星精密定軌涉及到HY-2衛(wèi)星任務(wù)順利執(zhí)行與否?；诖?，本文做了如下工作：
　?。?）目前，HY-2已經(jīng)于2011年8月16日發(fā)射升空，但現(xiàn)在無法取

2、得實測GPS觀測數(shù)據(jù)。為了精確研究利用星載GPS對HY-2衛(wèi)星精密定軌流程的可行性和可靠性及其定軌精度，本文利用Bernese5.0軟件進(jìn)行了HY-2衛(wèi)星星載GPS觀測數(shù)據(jù)的模擬，由模擬的HY-2衛(wèi)星RINEX格式文件可知，HY-2星載GPS天線每個歷元最少能夠觀測7顆GPS衛(wèi)星。得出了非差簡化動力學(xué)和動態(tài)法精密定軌流程，分別采用了簡化動力學(xué)方法和動態(tài)法進(jìn)行了精密定軌實驗。對于相位1mm和3mm隨機誤差的觀測數(shù)據(jù)，簡化動力學(xué)法和動態(tài)幾何

3、法定軌都實現(xiàn)了厘米量級的徑向精密定軌，動態(tài)法定軌精度略低于簡動力定軌。影響測高衛(wèi)星精密定軌的一個重要因素是定軌中使用的地球重力場模型，對不同階次的重力場模型EIGEN2、EGM96、TEG4和GEMT3進(jìn)行了簡化動力學(xué)定軌實驗，高于50階次的重力場模型都能夠?qū)崿F(xiàn)厘米量級徑向精密定軌，這得益于大量的高精度星載GPS觀測數(shù)據(jù)。
　　（2）為了驗證利用GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行的HY-2衛(wèi)星簡化動力學(xué)定軌方法工藝的可靠性和可行性，利用的CHAMP衛(wèi)

4、星星載GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化動力學(xué)定軌。利用GFZ(德國地學(xué)研究中心)公布的CHAMP星載GPS觀測資料和HY-2衛(wèi)星定軌所提出的定軌流程，運用非差簡化動力學(xué)定軌方法對CHAMP衛(wèi)星進(jìn)行精密定軌，并進(jìn)行定軌精度分析。把定軌結(jié)果與GFZ公布的CHAMP RSO軌道（CHAMP衛(wèi)星快速軌道）進(jìn)行對比分析，得出在XYZ方向的軌道差異值，結(jié)果顯示三個方向的均方根值分別為：0.053 m、0.054 m、0.050 m。由此結(jié)果來看，求解軌道可以達(dá)到

5、厘米量級，達(dá)到定軌要求。不僅給出了可靠的定軌工藝，而且對我國執(zhí)行的對地觀測衛(wèi)星任務(wù)具有重要的參考價值，同時也驗證了利用HY-2衛(wèi)星星載GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化動力學(xué)定軌的可行性。
　?。?） HY-2為測高衛(wèi)星，由于無法獲得HY-2的原始觀測數(shù)據(jù)，采用了JASON-2衛(wèi)星星載GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行零差簡動力學(xué)定軌，以此驗證測高衛(wèi)星星載GPS的簡動力學(xué)定軌的可行性，在相關(guān)理論和公式推導(dǎo)基礎(chǔ)上，給出了定軌流程，并利用JASON-2的實測星載GPS數(shù)