三星时差定位卫星簇的分析与设计

依据三星时差定位精度分析的结论 ,提出了三星时差定位卫星簇的设计原则 ,分析了卫星簇几何形状的变化规律 ,讨论了全球定位卫星簇的设计 ,给出了一种快速简洁的设计方法。仿真分析表明 ,按照本文方法设计的卫星簇能够提供全球的高精度定位。

定常推力登月飞行器最优软着陆轨道研究

完成了推力幅值恒定的登月飞行器最优软着陆轨道的研究。建立了用于描述软着陆轨道任务的完整系统模型。通过将参数化方法和序列二次规划(SQP)方法应用于归一化处理后的模型,得到了飞行时间最优的轨道。

南大西洋地磁异常区的辐射环境与低轨卫星粒子辐射通量计算

利用国际地磁参考场模型ＩＧＲＦ９０，分析了南大西洋异常（ＳＡＡ）区磁场变化的特征，计算了低轨卫星轨道积分粒子辐射通量及其随年代的变化。结果表明，在ＳＡＡ上空，同一高度上的磁场随时间的推移而减弱，粒子辐射通量随时间的推移而增加．对不同高度的卫星，轨道积分粒子辐射通量随年代的变化相差很大，低轨（＜１０００ｋｍ）卫星的变化明显，而＞１０００ｋｍ时变化很小．粒子辐射通量随时间变化的主要原因是ＳＡＡ区的磁壳结构畸变和“移动”，因此，计算不同年代的轨道粒子辐射通量，应使用同年代的磁场模型。近期卫星测量结果表明，这一论断与观测相符。本文提供的计算轨道积分粒子通量方法，结果的可靠性较高，对卫星的合理设计，载人飞船的辐射防护以及卫星的正常运行都有重要参考价值。

基于单频星载GPS数据的低轨卫星精密定轨

为满足搭载单频GPS接收机低轨卫星的精密定轨需求以及深化单频定轨研究,文中解决了单频星载GPS数据的周跳探测问题,并利用"海洋二号"(HY-2A)卫星及"资源三号"(ZY-3)卫星的单频星载GPS实测数据采用两种方法确定了二者的简化动力学轨道,并通过观测值残差分析、与双频精密轨道比较、激光测卫数据检核等方法对所得轨道精度进行评定。结果表明,在不考虑电离层延迟影响的情况下,HY-2A卫星定轨精度为2～3dm,ZY-3卫星为1m左右;而采用半和改正组合消除电离层延迟一阶项影响后,二者定轨精度均显著提高,HY-2A卫星三维精度提高至1dm左右,ZY-3卫星提高至1～2dm。文章的研究成果表明,搭载单频GPS接收机的低轨卫星也可获得厘米级的定轨精度。

改进的Helmert方差分量估计方法在精密定轨中的应用

分析了 Helmert方差分量估计方法用于人造卫星精密定轨时出现负方差的原因 ,认为主要是由于观测资料信息不足而使法矩阵秩亏引起的 ,在此基础上 ,提出了利用待估参数先验信息来避免负方差的“改进的 Helmert方差分量估计方法”。试算表明 ,利用本文中的方法可以有效地消除负方差的产生。为了与现用的精密定轨软件相兼容 ,便于程序实现 ,将 Givens-Gentleman正交变换方法用于方差分量估计 ,给出了详细的计算公式。分析了先验约束的强弱对定轨计算和方差分量估计结果的影响 ,认为在一般情况下 ,先验约束应在保证定轨计算收敛并消除负方差的基础上尽可能地弱 ,以最大限度地利用实际观测值中所包含的信息。最后 ,从方差分量估计的角度讨论了先验约束对观测值自由度的影响。

满足一定约束条件的登月飞行轨道的设计

讨论满足约束条件的登月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 .在考虑登月飞行轨道的特征后 ,给出一种设计满足约束条件的标准飞行轨道的方法 .

方差分量估计方法在ERS-2卫星精密定轨中的应用

将方差分量估计 (VCE)方法应用于ERS 2卫星的精密定轨 ,用SLR和PRARE资料计算了 1 998年前 3个月的 2 3个长度为 5天的弧段 (除了调整轨道的时段外 ,相邻弧段有两天的重叠 ) ,从观测值残差分析和重叠弧段比较两个方面 ,考察VCE方法对定轨计算的影响 ,并给出了各组观测值的平均验后均方差 .对观测值残差的分析表明 ,使用VCE方法明显地改善了观测值的拟合程度 .但从阿卑 (Abbey)标准对观测值残差的检验结果来看 ,使用VCE方法不能消除轨道中由力学模型和几何模型误差引入的系统差 .重叠弧段比较的结果表明 :(1 )使用VCE方法缩小了重叠弧段的平均距离差 ,并改善了一部分弧段明显不合理的偏离 ,使最后得到的轨道具有更均匀的精度 ;(2 )相比较而言 ,VCE方法使相邻弧段靠拢的趋势在轨道切向体现得较为明显 .由各组观测值的平均验后均方差可见 :就单个标准点观测值而言 ,部分SLR台站的观测资料在定轨计算中占有比其他观测资料更重要的地位 .纵观全文 。

ME/EXOSAT银道扫描数据的直接解调成像

利用对象重建的直接解调方法，我们对EXOSAT卫星ME探测器银道扫描观测数据进行了重新分析，研究了在以往的分析中难以分辨的几个天区中的分立X射线源．利用Bootstrap方法，我们对成像结果进行了统计误差分析，给出了点源位置和流强的误差．

中国SLR网独立测定ERP和定轨的精度估计

中国的SLR网目前已初具规模，预计中国的SLR网将于1990年投入全面的工作。本文选取了与中国SLR网台站分布状况基本相同的北美五个SLR站的实测资料独立解算卫星的轨道和地球自转参数（ERP），并与由全球SLR网测定的结果进行了比较。由此论证了中国SIR网今后独立定轨和测定ERP可以达到的精度。保守的估计：测定ERP的精度可优于10mas，定轨精度（十天弧段）可优于50cm本文还根据局部网的特点，提出了复弧法的解算方法。

国内外深空探测器精密定轨软件研究综述及WUDOGS简介

深空探测器精密定轨软件系统的研制在深空探测活动中是一个非常重要的环节,一直受到各大航天机构的重视。针对国内外深空探测器精密定轨软件平台的研究现状,重点介绍了具有代表性的美国JPL(Jet Propulsion Laboratory,喷气推进实验室)的DPTRAJ/ODP(Double Precision TRAJectory program/Orbit Determination Program,双精度轨道程序/定轨程序)和MONTE(Mission analysis,Operations,and Navigation Toolkit Environment,任务分析、操作和导航工具箱环境),GSFC(Goddard Space Flight Center,戈达德航天飞行中心)的GEODYN-II以及法国CNES(Centre National dEtudes Spatiales,国家空间研究中心)的GINS(Géodésie par Intégrations Numériques Simultanées,同步数值积分大地测量)软件系统,对这些软件的结构与功能进行了总结。之后对武汉大学自主研制的深空探测器精密定轨软件系统WUDOGS(Wuhan University Deep space Orbit determination and Gravity recovery System,武汉大学深空探测器精密定轨与重力场解算软件系统)的主要模块与功能进行了介绍,通过与GEODYN-II的交叉对比验证,表明:对于探测器的轨道预报,WUDOGS与GEODYN-II的1个月位置差异小于0.3mm,2d位置差值小于5×10^(-3) mm;双程测距、双程测速的理论计算值和GEODYN-II的差值RMS(Root Mean Square,均方根)分别在0.06mm,0.002mm/s的水平;WUDOGS目前已初步具备了月球和火星探测器精密定轨能力。最后对WUDOGS的下一步发展方向进行了展望。

卫星定轨综述

对卫星定轨中的热点问题作一综述,内容包括短弧定轨和长弧精密定轨.对于短弧定轨(通常指初轨),不仅从原理上分析其关键之处,还介绍如何将适用于无摄运动的特殊定轨方法推广用于同时考虑各种摄动的受摄运动,并可同时适用于圆锥曲线的各种情况:变化的椭圆轨道、抛物线轨道和双曲线轨道,后者在深空探测器的运动过程中将会遇到.对于长弧精密定轨,阐述当今提高精密定轨精度的力模型补偿问题以及几何定轨的提法,天地基网联合定轨和星-星相对测量的自主定轨问题.

月球卫星轨道变化的分析解

由于月球自转缓慢及其引力位的特点，使得讨论月球卫星与人造地球卫星轨道变化的方法有所不同，本文全面地阐明这一问题，对各种摄动因素作了详尽的分析，并在一定精度前提下，采用拟平均根数法，给出了相应的分析解，经数值验证，确实达到了预期结果．

关于星-星跟踪与地面跟踪的联合定轨问题

关于航天器测轨问题 ,由天基网部分地代替地基网是目前航天测控的一个发展趋势 ,现已实现的利用全球导航系统 (GPS)和跟踪与数据中继卫星系统 (TDRSS)对低轨用户星的测轨手段就是如此。本文将阐述另一种类型的测轨模型和具体定轨方法 ,即一个中低轨卫星星座中的卫星与地面站的组合对星座中其它卫星进行定轨。

上海天文台对ETALON卫星的激光观测

本文介绍了上海天文台对苏联发射的两颗地球动力学卫星《Etalon》的观测概况.1990年4月至12月,共获得73圈激光测距资料,其中最多一圈的测距数为4256个,测量距离超过了两万公里.

月球卫星的自主轨道确定

分别利用紫外三轴姿态敏感器测出的月心方向和测距仪测出的月心距作为观测量 ,采用推广卡尔曼滤波方法实时确定出月球卫星环月期间的轨道 ,考虑到月球卫星在环月期间太阳对月球光照条件的限制 ,提出分段滤波策略 。

变阻力大气摄动问题

本文讨论人造宇宙飞行器的变阻力大气摄动问题，给出摄动的分析解，并与常阻力大气摄动问题进行比较，得到了两个方面的主要结论，一是变阻力大气摄动保留了常阻力大气摄动的基本特征，另一个是变阻力大气摄动的解与帆板的定向有关．

航天器轨道计算精度数值分析

文章介绍了航天器轨道计算的基本流程,从数值上分析了时间和坐标转换、各种轨道摄动力及它们在不同的计算条件下,对轨道数值计算精度的影响,为各种应用提供简明信息。部分摄动如光压摄动、日月引力摄动对轨道计算精度的影响随着高度的增加而增大,而另一些如大气阻力及地球引力场模型的影响随着高度的增大而减小;对于低轨道航天器,由于飞行速度较快,总体加速度较大,因此误差的累积速度也较快,各种摄动的影响均较为明显。

人造卫星变轨检测算法

讨论基于多卜勒资料对人造卫星变轨的检测问题 .提出对验后残差序列进行等方差检验的算法 ,判断卫星第 1天有否变轨 ;还提出一种由预报残差序列估计Δαk 的算法 ,判断卫星第 2、3天有否变轨 .当多卜勒资料标准差为 0 .2厘米 /秒时 ,计算表明 ,算法能可靠检测轨道半长径α改变

一种卫星天文自主定轨定姿方法研究

利用安装在卫星上的太阳敏感器和紫外敏感器测量出的卫星-太阳、卫星-地球和卫星-月球方向矢量,并利用雷达测高仪测出的地心距作为观测量,提出采用广义卡尔曼滤波方法实时地确定卫星绕地球飞行的轨道,同时确定出卫星的对地姿态.对自主定轨进行了数学仿真,分析比较了采样周期、轨道倾角、轨道偏心率和轨道高度等因素对定轨精度的影响.总结了其变化规律,该方法可用于提高卫星自主定轨精度.

基于Bayes统计模型的卫星融合定轨方法研究

根据目前天基导航系统现状,结合中国对低、中轨卫星精密定轨的要求,给出了天地基信息融合定轨的原理;结合卫星待估融合参数的先验信息,提出了基于Bayes统计模型的卫星精密定轨方法;在卫星观测的线性化融合模型中引入观测噪声,利用概率估计融合模型,根据Bayes理论进行卫星状态改进量的最大后验估计,并分析了Bayes估计方法的定轨精度;依据期望融合的待估改进量方差最小规则建立了相应的参数求解算法;最后以导航融合测控系统中测距和测速数据的融合定轨为例进行了仿真实验,表明该融合方法能够得到很好的定轨效果。