單頻GPS低軌衛(wèi)星精密軌道確定.pdf

1、基于全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）的星載雙頻低軌衛(wèi)星（Low Earth Orbit，LEO）軌道確定技術(shù)已日臻成熟。然而在基于單頻GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的定軌技術(shù)中，由于電離層延遲引起的觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差從厘米級(jí)到米級(jí)不等，使得電離層延遲成為影響單頻定軌精度的主要因素，如何有效消除電離層延遲在觀測(cè)信號(hào)中的影響也成為提高單頻定軌精度的技術(shù)難題。本文圍繞單頻定軌的基本理論及如何有效消除電離層延遲在GPS測(cè)量信

2、號(hào)中的影響展開，主要包含以下三方面的內(nèi)容。
　　一、分析了單頻GPS定軌基本理論。主要探討了定軌理論中所需要的時(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系系統(tǒng)、GPS觀測(cè)信號(hào)的模型化表示、基于單頻觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)以及縮減動(dòng)力學(xué)精密定軌方法。
　　二、研究了基于全球電離層模型的單頻定軌方法。首先研究了電離層對(duì) GPS測(cè)量信號(hào)的延遲機(jī)理，探討了全球電離層模型的應(yīng)用方法；其次針對(duì)電離層比例因子在全球電離層模型應(yīng)用中的局限性，提出了電離層比例因子的軌道高度

3、分段線性表示模型，并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。為檢驗(yàn)該方法的有效性，選取GRACE A、GRACE B衛(wèi)星及CHAMP衛(wèi)星，基于縮減動(dòng)力學(xué)定軌算法進(jìn)行單頻定軌，其三維精度分別為0.786m，0.737m和0.822m，相較于未作電離層修正的定軌結(jié)果，定軌精度分別提高13.45％，16.93%，41.77%。研究結(jié)果表明，該方法能夠克服傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)選取電離層比例因子的不足，并小尺度的反映電離層比例因子隨高度的變化。
　　三、研究了基于半和

4、改正模型的單頻定軌方法。首先研究了半和改正組合觀測(cè)值的特性，研究表明其消除了電離層延遲的一階項(xiàng)影響，噪聲水平為偽碼的一半，且具有模糊度參數(shù)。其次探討了半和改正組合的事后殘差編輯算法，以探測(cè)在觀測(cè)值中通過預(yù)處理未探測(cè)到的小周跳；文中觀測(cè)模型選取CA以及半和改正組合，在非保守力補(bǔ)償方面對(duì)力學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化選取。基于縮減動(dòng)力學(xué)精密定軌算法，對(duì)GRACE A、GRACE B衛(wèi)星及CHAMP衛(wèi)星進(jìn)行單頻軌道確定。研究結(jié)果表明，對(duì)GRACE A、B衛(wèi)