由星载GPS双差相位数据进行CHAMP卫星动力学定轨

为了确定CHAMP卫星的轨道,由星载GPS数据和IGS跟踪站的GPS数据构造星地相位双差观测量,利用EOP、SGO、时间等数据,对GPS数据进行预处理,包括钟差改正、模糊度解算和周跳探测、卫星姿态改正、天线偏差和相位中心改正等,采用CHAMP卫星受力摄动模型,根据动力学原理,对CHAMP卫星进行实际定轨。与德国GFZ定轨结果PSO相比,本方法定轨结果径向精度为0.285 7 m。对于1 d的重叠轨道,径向轨道差异的RMS为0.095 8 m。对于轨道端点比较,径向轨道差异平均为0.066 6 m。

GPS载波相位双差观测量随机模型估计的新方法

GPS载波相位观测量具有时间相关性、空间相关性和方差差异性，随机模型的准确确定比较困难，一般采用简化的随机模型。用MINQUE方法估计GPS观测量随机模型的方法比较严密，但计算工作量非常大。本文提出了一种适用于GPS载波相位双差观测量的随机模型估计的新方法，即在平差前将载波相位双差观测序列转化为平稳随机序列，应用平稳随机过程的方差及相关系数的估计方法，估计GPS载波相位双差观测量序列的方差及其相关系数。实算证明应用4～8min的观测数据可使GPS短基线固定解的精度提高10mm左右。

高阶电离层延迟对GPS双差观测值和基线向量的影响

用RINEX HO软件计算GPS载波相位观测值中的高阶(二阶和三阶)电离层延迟,在此基础上组成GPS双差观测值中的高阶电离层延迟(ΔIH)p,qi,g。讨论了(ΔIH)p,qi,g与地磁纬度、基线长度、基线方向及太阳活动水平间的关系。在其他条件均相同的情况下,用Bernese 5.0软件分别对进行了高阶电离层延迟改正的观测值和未进行高阶电离层延迟改正的观测值进行基线解算,求得高阶电离层延迟对基线向量解的影响ΔbH。结果表明,ΔbH的数值很小,在一般情况下可忽略不计。ΔbH与基线长度及太阳活动水平等因素间并无必然联系,但随着时段的减小,ΔbH会随之增大。

一种GPS整周模糊度的解算方法

初始整周模糊度的求解是利用GPS载波相位进行测量的关键问题，文中提出了一种GPS整周模糊度快速解算方法。该方法：首先，对双差观测方程中指向卫星的方向阵进行QR分解；然后，通过比较估计出的基线长度和真实的基线长度建立起整周模糊度初始搜索范围；最后，综合利用快速剔除不合理模糊度解的检验方法以得到最终的模糊度解。文中对所提出的算法进行了理论推导，并进行了基于实测数据的实验与分析。实验结果表明，该算法计算量小，快速准确，适合整周模糊度的快速动态求解。

采用激光陀螺/GPS的导弹组合定姿系统

采用激光陀螺确定导弹飞行姿态时,由于存在初始姿态误差及陀螺漂移,弹体的计算姿态有误差且随时间振荡。为了消除姿态误差和陀螺漂移并获得弹体姿态的最优估计,设计了一种组合定姿系统。该系统以GPS载波双差相位为观测量,用修正罗德里格斯参数(MRPs)描述姿态误差矢量,并以该误差的一阶微分方程为模型,采用无迹卡尔曼滤波器(UKF)估计姿态误差和陀螺漂移并实时校正,进而得到弹体姿态的最优估计。仿真结果表明:在大的姿态、陀螺漂移初始误差条件下,该系统可准确、快速地估计导弹姿态,证明了其有效性。

基于小波分析的GPS基线向量精化技术

基线解算是GPS数据处理中的重要环节。文章针对GPS双差观测序列中难以消除的非模型化误差,应用小波变换进行去噪,以提高GPS双差观测值的信噪比和精度;并提出了基线精化技术,有效解决了基线解算的关键问题,即模糊度解的快速固定和有效性,提高了基线解算的可靠性和平差结果的精度。

星载GPS/KBR联合相对定轨算法研究

分析了地球引力恢复和气候试验(GRACE)卫星搭载的K波段星间测距系统(KBR)的观测模型,并与全球定位系统(GPS)双差模型比较,得到了GPS/KBR联合模型的一般形式,给出了一种利用信噪比确定KBR单位权标准差的方法.分别利用GPS双差双向卡尔曼滤波、GPS/KBR双向卡尔曼滤波求GRACE相对定轨浮点解,然后分别利用传统的最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)方法、附加KBR星间距离约束的LAMBDA方法解算长基线整周模糊度,并求得固定解.结果表明:KBR可以作为新的观测量与GPS一起解算,KBR约束有利于固定更多的整周模糊度,从而有效提高定轨精度,GPS/KBR联合解算精度优于3cm(均方根).

用顾及大气层延迟的PVA模型Kalman滤波解算载体运动加速度

为解算航空重力测量中的载体运动加速度,对GPS载波相位伪距双差观测量进行分析。考虑对流层延迟和电离层延迟的影响,并通过对载体的运动学建模,提出一种基于PVA模型的Kalman滤波算法。相对于传统的差分方法,该算法可从相位观测量中直接解算载体运动加速度。通过仿真分析验证,采用自适应Kalman滤波,得到的未经低通滤波处理的载体加速度标准差为7.26×10^(-3) m/s^2。

利用系统误差延续性的基线解算选权拟合法

提出了一种新算法,将系统误差作为待估参数纳入观测方程,此时观测方程属于观测数小于待估参数个数的秩亏方程。在双差模糊度固定之后,借鉴"选权拟合"思想,不仅对基线分量进行约束,还利用系统误差前后历元的延续性,对系统误差参数进行了约束。用正则化算法估算出系统误差,然后再利用削弱了系统误差的观测方程求出基线分量的精确解。算法不仅削弱了系统误差对GPS精密定位结果的影响,而且可以直接求出系统误差估值,为进一步分析系统误差的特性提供依据。