地球非球形对卫星轨道的长期影响及补偿研究

首先建立了地球非球形引力摄动模型,通过对地球非球形引力摄动对卫星轨道的长期影响分析发现,地球非球形引力摄动对卫星轨道升交点赤经和沿迹角的漂移量与时间成近似线性关系;然后推导了通过主动偏置半长轴和倾角的方法来补偿摄动长期影响的计算公式,设计了基于仿真的地球非球形引力摄动补偿方法;最后对G lobalStar星座卫星进行仿真与试验。结果表明,设计的补偿方法是可行的,摄动补偿后在地球非球形引力摄动作用下卫星轨道的长期稳定性得到了很好的保持。

基于不同天文标准计算地球引力对卫星轨道的影响

建立了一个考虑地球非球形引力摄动的卫星轨道摄动模型并用C++语言编写程序进行轨道计算,其积分器采用Runge-Kutta-Fehlberg7(8)。建模过程中,对岁差、章动等量的计算分别考虑了美国海军天文台1981年和2005年的两种天文标准。通过与STK对比,发现无论采用哪一种标准,轨道传播两天后的位置误差都不会超过分米量级,速度误差不会超过毫米每秒的量级。说明了建模和编程计算的合理性,以及采用新旧两种天文标准计算卫星轨道的差别甚小。

GPS信号模拟器卫星状态参数的算法研究

GPS信号模拟器模拟产生GPS接收机前端接收到的卫星信号,其中需要确定的关键参数是GPS卫星的6个轨道参数。通过对地球引力场的摄动力进行分析,本文研究了作用于卫星上的力以及GPS卫星的运行规律,通过公式推导得出了利用某一时刻卫星轨道信息计算任意时刻卫星6个轨道参数的算法,并通过Matlab仿真分析不同轨道面的GPS星座分布、卫星地迹随时间的变化规律和GDOP值,从而验证了计算得到的卫星轨道参数满足模拟器的设计及性能要求。

区域卫星导航系统星座结构演化

对影响区域卫星导航系统卫星星座结构的各类因素进行了综合分析，用分析法或数值法给出了主要摄动力对卫星轨道影响的计算公式和结果，并得出以下结论：高轨卫星平经度漂移主要是由于地球引力田谐项摄动作用的结果；卫星倾角矢量的漂移主要是由于日月引力和地球带谐项的作用；卫星入轨偏差会引起星座整体结构的紊乱。

区域卫星导航系统星座结构演化

对影响区域卫星导航系统卫星星座结构的各类因素进行了综合分析，用分析法或数值法给出了主要摄动力对卫星轨道影响的计算公式和结果，并得出以下结论：高轨卫星平经度漂移主要是由于地球引力田谐项摄动作用的结果；卫星倾角矢量的漂移主要是由于日月引力和地球带谐项的作用；卫星入轨偏差会引起星座整体结构的紊乱。

GEO/IGSO/MEO卫星轨道根数演化分析

本文针对GEO、IGSO、MEO三类卫星,分析了在地球非球形引力影响下的卫星轨道根数变化情况。并采用两年的精密星历反算了GPS卫星的轨道根数长期变化情况,分析了其周年、半年、半月变化的产生原因。对卫星入轨偏差影响进行了分析,得出轨道长半轴入轨偏差是决定卫星实际轨道相对设计轨道演化的重要因素。最后对星座相对结构演化及轨道西移的影响进行了分析。