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弹载GNSS虚拟参考站差分定位技术研究
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作者 吴庆丰 宋叶志 +6 位作者 闫正洲 夏凤雨 李静 罗鹏 周善石 胡小工 赵炽 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期67-73,共7页
针对高动态目标定位的长基线实时解算需要,本研究采网络多基站融合技术,结合基准站与线性内插模型算法,生成虚拟参考站伪距观测值,并将虚拟参考站作为基准站与目标进行伪距差分解算,从而解算高动态目标的位置轨迹。通过静态目标与高动... 针对高动态目标定位的长基线实时解算需要,本研究采网络多基站融合技术,结合基准站与线性内插模型算法,生成虚拟参考站伪距观测值,并将虚拟参考站作为基准站与目标进行伪距差分解算,从而解算高动态目标的位置轨迹。通过静态目标与高动态目标的实测数据验证,在有3个基准站的情况下,静态数据的定位精度达到0.399 m;而高动态目标在目标与基准站共视卫星个数不少于6颗的情况下,定位中误差不超过2.750 m;而与光学雷达、多测速雷达等其他外测设备的实测综合轨迹相比,两者之间位置差异的均方根值为6.390 m,基本满足高动态目标的定位需要。 展开更多
关键词 网络伪距差分 虚拟参考站技术 弹道测量 扩展卡尔曼滤波 线性内插模型
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基于国产ARM架构CPU的导航卫星精密定轨解算效率优化方法
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作者 廖敏 唐成盼 +5 位作者 周善石 陈建兵 胡小工 冯学斌 陈桂根 李凯 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第4期366-371,共6页
以国产飞腾CPU为例,讨论在国产ARM架构CPU基础上的导航卫星精密定轨解算效率优化方法。基于导航卫星精密定轨解算流程中钟差约化和法方程求逆耗时较多,分别利用多线程和OpenBlas对上述2个过程进行优化。结果表明,优化后解算效率大幅提... 以国产飞腾CPU为例,讨论在国产ARM架构CPU基础上的导航卫星精密定轨解算效率优化方法。基于导航卫星精密定轨解算流程中钟差约化和法方程求逆耗时较多,分别利用多线程和OpenBlas对上述2个过程进行优化。结果表明,优化后解算效率大幅提升。钟差约化方面,采用100个测站32颗导航卫星进行解算时,原始单历元平均耗时1.105 s,优化后为0.188 s;法方程求逆方面,原始求逆平均耗时2 264 s,优化后仅需78 s。 展开更多
关键词 精密定轨 ARM架构CPU 多线程 OpenBlas
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星地SLR和星间链路的BDS-3卫星精密定轨 被引量:1
3
作者 曲伟菁 黄勇 +5 位作者 徐君毅 孙淑贤 周善石 杨宇飞 何冰 胡小工 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1437-1448,共12页
目前,BDS-3卫星上已全部搭载星间链路设备,可利用星间双向测量数据分离卫星相对钟差和相对几何距离解耦卫星轨道和钟差,再把星间距离作为观测量结合地面测量数据进行星地星间联合定轨。人卫激光测距(SLR)技术不受载波相位模糊度、钟差... 目前,BDS-3卫星上已全部搭载星间链路设备,可利用星间双向测量数据分离卫星相对钟差和相对几何距离解耦卫星轨道和钟差,再把星间距离作为观测量结合地面测量数据进行星地星间联合定轨。人卫激光测距(SLR)技术不受载波相位模糊度、钟差等因素的影响,数据处理过程相对于GNSS技术的数据处理更简单,可以作为一种独立于GNSS观测技术的测量手段。所有BDS卫星上已搭载激光角反射器,因此本文利用2020年1月北斗星间链路数据及少量SLR数据对11颗BDS-3卫星(MEO/IGSO/GEO)进行联合精密定轨试验。分析结果表明,基于SLR和星间链路的3类轨道类型的BDS-3卫星定轨精度相当,轨道精度径向为4.2 cm,三维精度为30.2 cm;卫星轨道预报12 h和24 h MEO卫星三维精度约40.0 cm,IGSO三维精度优于60.0 cm;GEO卫星三维精度约1.0 m。在精密定轨的同时解算地球自转参数(ERP),由于激光数据量少,极移精度约3.0 mas,日长变化精度为0.35 ms。利用少量SLR观测数据和星间链路测量数据联合可以实现导航卫星的高精度定轨,如果能够对BDS卫星加强激光观测,有助于提升轨道精度,为BDS自主可控空间基准参数解算提供参考。 展开更多
关键词 人卫激光测距 星间链路 BDS 精密定轨
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原子钟频率稳定度评估方法综述 被引量:2
4
作者 马岳鑫 唐成盼 胡小工 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2023年第1期134-144,共11页
原子钟通过稳定的频标来测量时间,但频标输出信号会受到不同来源噪声的影响,因此原子钟间相位偏差可以看作服从幂律∑hαfα的连续随机过程。该随机过程并非平稳的,一般是通过高阶的差分使得序列平稳化,常用的时域频率稳定度评估方法便... 原子钟通过稳定的频标来测量时间,但频标输出信号会受到不同来源噪声的影响,因此原子钟间相位偏差可以看作服从幂律∑hαfα的连续随机过程。该随机过程并非平稳的,一般是通过高阶的差分使得序列平稳化,常用的时域频率稳定度评估方法便是采用此种思路。幂律噪声实际是对白噪声过程进行微分和积分得来,不同幂律的噪声对应不同的随机微分方程,实际上幂律噪声的仿真也是通过白噪声基于此实现的。首先介绍了不同幂律噪声的鉴定方法,并结合文献给出常见幂律噪声对应的微分方程;然后介绍了不同频率稳定度评估方法之间的关系和其相应的传递函数,并简单总结了其置信区间的计算方法。该文的工作有助于构建原子钟随机模型和频率稳定度评估方法。 展开更多
关键词 原子钟 幂律谱噪声 等效自由度 置信区间 无偏估计
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地月DRO星载光学测量近地小行星轨道确定
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作者 刘佳 宋叶志 +2 位作者 黄乘利 胡小工 谭龙玉 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期81-98,共18页
针对地基光学监测系统对近地小行星在近太阳方向的监测存在盲区的问题,提出了远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)天基光学平台对近地小行星进行跟踪定轨的方法.通过可视性分析,筛选仿真观测数据,利用美国宇航局喷气推进实验... 针对地基光学监测系统对近地小行星在近太阳方向的监测存在盲区的问题,提出了远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)天基光学平台对近地小行星进行跟踪定轨的方法.通过可视性分析,筛选仿真观测数据,利用美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)公布的小行星初始轨道信息对不同轨道类型的目标天体进行轨道确定,将计算结果与参考轨道对比分析.仿真结果表明:在测量精度2角秒,定轨弧长3年的情况下,DRO平台对仿真算例中所选择的近地小行星的定轨精度可以达到几十公里量级,其中Atira型轨道精度可达10公里以内.由此可见,DRO天基平台对近地小行星具有较好的监测能力,定轨精度能实现对目标小行星的精确跟踪,并对其进行轨道预报. 展开更多
关键词 小行星:近地小行星 航天器:DRO卫星 天体力学:轨道确定 方法:天基光学监测 数值
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环月飞行器精密定轨的模拟仿真 被引量:16
6
作者 胡小工 黄珹 黄勇 《天文学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期186-195,共10页
以中国正在实施的探月计划“嫦娥1号”工程为背景,分析了在中国联合S波段(USB)测控网和甚长基线射电干涉(VLBI)跟踪网的现有空间分布、观测精度水平下的环月飞行器精密定轨.采用的方法是模拟仿真计算,即首先模拟观测数据,然后在计入各... 以中国正在实施的探月计划“嫦娥1号”工程为背景,分析了在中国联合S波段(USB)测控网和甚长基线射电干涉(VLBI)跟踪网的现有空间分布、观测精度水平下的环月飞行器精密定轨.采用的方法是模拟仿真计算,即首先模拟观测数据,然后在计入各误差源的影响后进行求解,并对解算结果进行比较.模拟仿真的工具是美国宇航局哥达德飞行中心的空间数据分析软件系统GEODYN.环月飞行的主要误差源是月球重力场, 为此首先讨论了目前精度最高的月球重力场模型JGL165P1的(形式)误差.在模拟了测距、测速以及VLBI的时延、时延率数据后,计入月球重力场的误差进行精密轨道确定. 定轨时采用了减缩动力学(reduced dynamic)方法,即选用合适的经验加速度参数吸收重力场误差对定轨的影响.结果表明对于一个不将月球重力场作为主要科学目标的探月计划(如“嫦娥1号”),减缩动力学方法是一个简单、有效地提高环月飞行器定轨精度的方法. 展开更多
关键词 环月飞行器 精密定轨 模拟仿真 月球 重力场
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状态转移矩阵的差分算法及其应用 被引量:7
7
作者 胡小工 黄煇 廖新浩 《天文学报》 CSCD 北大核心 2000年第2期113-122,共10页
指出用数值积分方法计算状态转移矩阵在程序实现时存在的困难 .根据精密定轨和参数解算的实际需要 ,提出用差分算法 ,即通过两条接近的轨道的差来计算状态转移矩阵 .差分算法的优点是程序具有良好的结构且编程较简单 ,其不足之处是差分... 指出用数值积分方法计算状态转移矩阵在程序实现时存在的困难 .根据精密定轨和参数解算的实际需要 ,提出用差分算法 ,即通过两条接近的轨道的差来计算状态转移矩阵 .差分算法的优点是程序具有良好的结构且编程较简单 ,其不足之处是差分时可能损失精度 .将差分算法与数值积分方法的结果进行比较 ,提出克服其不足之处的方法 . 展开更多
关键词 状态转移矩阵 差分算法 数值积分法 GPS 轨道
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非潮汐海洋运动对地球动力学扁率变化的贡献 被引量:4
8
作者 胡小工 Jian-Li CHEN +2 位作者 黄珹 B.D.Tapley C.R.Wilson 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期428-432,共5页
通过考察全球海洋环流数值模型以及TOPEX Poseidon海洋测高数据 ,得到结论 :1 997 1 998年后的部分J2异常变化可能来自海洋环流变化导致的质量重新分布 ,具体地说是太平洋环流变化导致的从高纬地区向低纬地区的质量迁移 .本工作表明来... 通过考察全球海洋环流数值模型以及TOPEX Poseidon海洋测高数据 ,得到结论 :1 997 1 998年后的部分J2异常变化可能来自海洋环流变化导致的质量重新分布 ,具体地说是太平洋环流变化导致的从高纬地区向低纬地区的质量迁移 .本工作表明来自于海洋内部温盐效应的变化对J2 异常变化有重要贡献 。 展开更多
关键词 重力场变化 海洋环流 质量迁移 激光测距 非潮汐海洋运动 地球动力学扁率
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满足约束条件的月球卫星飞行轨道的初步设计 被引量:3
9
作者 胡小工 黄珹 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2001年第2期289-294,共6页
讨论满足约束条件的月球卫星飞行轨道的设计问题.将约束条件分类为只与太阳、月球、地球、飞行器和观测站之间的相对位置有关的运动学约束条件以及涉及到飞行器轨道运动的动力学约束条件.在考虑月球卫星飞行轨道的受力情况后,给出一... 讨论满足约束条件的月球卫星飞行轨道的设计问题.将约束条件分类为只与太阳、月球、地球、飞行器和观测站之间的相对位置有关的运动学约束条件以及涉及到飞行器轨道运动的动力学约束条件.在考虑月球卫星飞行轨道的受力情况后,给出一种准确快速地计算和设计满足约束条件的标准飞行轨道的方法,并应用于不同约束条件下月球卫星的轨道预设计.初步讨论了轨道设计的误差分析、轨道跟踪及实时精密定轨等正在进行的其它相关工作。 展开更多
关键词 月球卫星 轨道设计 约束条件 太阳 地球 飞行器 观测站
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利用残差统计检验评估区域GPS大地测量网解算方案 被引量:1
10
作者 胡小工 黄珹 廖新浩 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期101-107,共7页
采用美国喷气推进实验室 JPL发展的 GIPSY软件解算区域 GPS网 ,比较了固定精密星历和同时固定精密星历及卫星钟参数 2种解算方案。残差统计检验表明前者的残差中仍保留了部分未解出的信号而后者的残差接近于白噪声高斯分布。解算结果与 ... 采用美国喷气推进实验室 JPL发展的 GIPSY软件解算区域 GPS网 ,比较了固定精密星历和同时固定精密星历及卫星钟参数 2种解算方案。残差统计检验表明前者的残差中仍保留了部分未解出的信号而后者的残差接近于白噪声高斯分布。解算结果与 ITRF96的比较和对重复率的统计表明 ,残差分布合理的解算较优。简单的残差统计检验的计算可提供重要的解算评估。 展开更多
关键词 GPS 剩余残差 统计检验 全球定位系统 大地测量网 解算方案 白噪声
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多种资料综合处理的精度分析和相对权因子 被引量:2
11
作者 胡小工 廖新浩 《天文学报》 CSCD 北大核心 1999年第3期294-306,共13页
在统计轨道理论的框架下分析多种技术资料的综合处理方法的精度.提出除了拟合剩余残差的RMS外,皮尔逊(Pearson) χ2 统计量和高阶矩也应作为判断解算好坏的重要指标.初步探讨了利用这些统计量评价不同技术间的相对权因... 在统计轨道理论的框架下分析多种技术资料的综合处理方法的精度.提出除了拟合剩余残差的RMS外,皮尔逊(Pearson) χ2 统计量和高阶矩也应作为判断解算好坏的重要指标.初步探讨了利用这些统计量评价不同技术间的相对权因子给定问题.作为对系统差来源的初步探索,利用考察协方差分析理论分析了考察参数误差对解算的影响。 展开更多
关键词 综合解算 权因子 精度分析 多种资料 轨道统计
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拟合后剩余残差的统计检验与待估参数的选择 被引量:1
12
作者 胡小工 黄珹 廖新浩 《天文学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期343-350,共8页
在空间技术的实际资料处理中,经常遇到不同待估参数组合解算的RMS水平大致相当而估值结果相差甚远的情况.本文提出采用残差统计检验的方法,结合RMS的大小,来判断精密定轨和参数解算的好坏.将拟合后的剩余残差序列看作一个随... 在空间技术的实际资料处理中,经常遇到不同待估参数组合解算的RMS水平大致相当而估值结果相差甚远的情况.本文提出采用残差统计检验的方法,结合RMS的大小,来判断精密定轨和参数解算的好坏.将拟合后的剩余残差序列看作一个随机变量样本,并假设其满足正态分布,采用高阶矩和皮尔逊χ2 统计量来度量残差序列偏离正态分布的程度.根据统计检验的结果。 展开更多
关键词 统计检验 残差序列 待估参数 剩余残差 轨道计算
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空间VLBI与天文地球动力学 被引量:7
13
作者 胡小工 钱志翰 《天文学进展》 CSCD 北大核心 1998年第3期177-186,共10页
介绍了空间VLBI的精密定轨及其在天文地球动力学应用研究中的最新进展.指出因为空间VLBI的时延和时延率观测量同时涉及到射电参考系、动力学参考系和地固参考系,所以特别适合于参考系的直接连接工作.对为评价参考系连接的精度而发展... 介绍了空间VLBI的精密定轨及其在天文地球动力学应用研究中的最新进展.指出因为空间VLBI的时延和时延率观测量同时涉及到射电参考系、动力学参考系和地固参考系,所以特别适合于参考系的直接连接工作.对为评价参考系连接的精度而发展的协方差分析理论也作了介绍,还分析了将时延和时延率资料用于精密定轨时遇到的困难及其解决办法. 展开更多
关键词 空间VLBI 精密定轨 参考系连接 天文地球动力学
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SLR资料解算地球自转短周期变化的协方差分析 被引量:4
14
作者 胡小工 冯初刚 黄王成 《中国科学院上海天文台年刊》 2000年第21期5-12,共8页
采用统计定轨理论中的协方差分析方法讨论了卫星激光测距资料解算地球自转的短周期变化(sub -daily)可达到的内符和外符精度。建立协方差分析的Givens -Gentlemen正交变换算法 ,并将精密定轨和参数解算理论中的多级复弧法推广到协方差... 采用统计定轨理论中的协方差分析方法讨论了卫星激光测距资料解算地球自转的短周期变化(sub -daily)可达到的内符和外符精度。建立协方差分析的Givens -Gentlemen正交变换算法 ,并将精密定轨和参数解算理论中的多级复弧法推广到协方差分析中。同时考察不解算地球自转的短周期变化时 ,其误差对精密定轨和解算地球自转参数的影响。 展开更多
关键词 协方差分析 天文地球动力学 地球自转参数 周日项 短周期项 SLR资料
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利用正交变换方法计算协方差分析的统计量 被引量:3
15
作者 胡小工 《天文学报》 CSCD 北大核心 1998年第4期344-352,共9页
证明用Givens—Gentleman正交变换给出的加仅最小二乘解与统计定轨理论求得的解一致.采用正交变换方法计算其它的一些重要的统计量,如考察协方差矩阵、摄动矩阵等,并计算这些量随时间的传播.这种算法的优点是通过降低法方程的条件... 证明用Givens—Gentleman正交变换给出的加仅最小二乘解与统计定轨理论求得的解一致.采用正交变换方法计算其它的一些重要的统计量,如考察协方差矩阵、摄动矩阵等,并计算这些量随时间的传播.这种算法的优点是通过降低法方程的条件数提高计算的稳定性,同时可以方便地对不同的参数组合情况求解而不需多次解算法方程. 展开更多
关键词 精密定轨 协方差 正交变换 统计量 人造卫星
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太阳辐射压摄动计算的新进展 被引量:3
16
作者 胡小工 《天文学进展》 CSCD 北大核心 1998年第1期8-16,共9页
介绍了一种新的建立太阳辐射压摄动模型的方法,即Vokrouhlicky等人提出的方法.该方法以辐射转移方程为基本数学工具,并运用相应的物理概念,通过对太阳辐射场强和辐射流量的计算来求出太阳辐射压摄动.此方法既适用于卫星处于地球半... 介绍了一种新的建立太阳辐射压摄动模型的方法,即Vokrouhlicky等人提出的方法.该方法以辐射转移方程为基本数学工具,并运用相应的物理概念,通过对太阳辐射场强和辐射流量的计算来求出太阳辐射压摄动.此方法既适用于卫星处于地球半影区内和地球阴影之外的情形,也适用于地球反照辐射压的计算.还介绍了该方法的一些计算结果,并简单评述了其不足之处. 展开更多
关键词 太阳辐射压 天体力学 摄动 定轨
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DE200/LE200和DE245/LE245历表──差别及其对登月轨道的影响 被引量:2
17
作者 胡小工 黄珹 《中国科学院上海天文台年刊》 1996年第17期162-168,共7页
DE200/LE200和DE245/LE245都是行星和月球的精密历表。DE200/LE200已在很多领域(例如SLR和GPS)中得到了广泛应用,DE245/LE245却是刚发表不久的新历表。DE245/LE245中增加了DE200/LE200中没有同时提供的月亮天平动。本文主要比... DE200/LE200和DE245/LE245都是行星和月球的精密历表。DE200/LE200已在很多领域(例如SLR和GPS)中得到了广泛应用,DE245/LE245却是刚发表不久的新历表。DE245/LE245中增加了DE200/LE200中没有同时提供的月亮天平动。本文主要比较DE245/LE245和DE200/LE200的差别对月球探测器着月点位直的影响,得到的结论是如果要使着月点位置满足一定的精度要求,采用DE245/LE245历表比DE200/LE200历表更好。 展开更多
关键词 行星星历表 月球运动 月球探测器 登月轨道 飞行轨道
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登月飞行轨道力学模型的选取 被引量:1
18
作者 胡小工 黄珹 《中国科学院上海天文台年刊》 1997年第18期83-88,共6页
为了计算登月飞行轨道,需要知道摄动力对登月飞行轨道的影响,以便计入满足精度要求的所有摄动模型。与人造地球卫星轨道相比,登月飞行轨道有一些不同的特征,这些特征使得登月飞行轨道所受的摄动力的影响不同于人造地球卫星所受的摄... 为了计算登月飞行轨道,需要知道摄动力对登月飞行轨道的影响,以便计入满足精度要求的所有摄动模型。与人造地球卫星轨道相比,登月飞行轨道有一些不同的特征,这些特征使得登月飞行轨道所受的摄动力的影响不同于人造地球卫星所受的摄动影响。我们采用适当的方法选取了满足登月飞行轨道计算精度要求的摄动模型。 展开更多
关键词 摄动力 月球火箭动力学 月球探测器 登月习行轨道 摄动模型
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对两种GPS解算方案的残差统计检验评估
19
作者 胡小工 黄珹 廖新浩 《天文学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期333-336,共4页
The statistical tests of the post fit residuals are applied to the regional GPS reduction. The strategies of fixed precise orbits and precise point positioning are compared. It is shown that in the former case, concei... The statistical tests of the post fit residuals are applied to the regional GPS reduction. The strategies of fixed precise orbits and precise point positioning are compared. It is shown that in the former case, conceivable signals, still remain in the post fit redsiduals while in the latter case they are mainly noises. Based on the differences between our solutions with ITRF96 and the repeatabilities of the solutions, it is concluded that the stragegy with reasonable post fit residual statistics is better than others, Statistical tests of the post fit residuals present another evidence that besides accuracy and computation saving, PPP is more preferable than fixed precise orbits in the regional GPS analysis. 展开更多
关键词 解算评估 残差 GPS 统计检验
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测定地球引力常数GM的协方差分析
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作者 胡小工 冯初刚 朱元兰 《天文学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期83-88,共6页
编制了在GivensGentlemen正交变换算法下的多级复弧协方差分析软件.运用到引力常数GM解算的情形中,并计算了未参加估计的台站坐标的误差对产生解算结果的影响.这种影响的直接后果是降低了解算的精度.
关键词 协方差分析 地球引力常数 GM解算 坐标误差
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