一种深空天文测角导航中的星历误差抑制方法

以火星探测器为例,提出一种以星光角距/时间差分星光角距作为量测量的星历误差抑制方法,分析了火卫一星历误差对导航精度的影响,建立了火卫一时间差分星光角距的量测模型。通过将火星星光角距和火卫一星光角距相结合,发挥了两种量测的优势,实现了对火卫一星历误差的抑制。仿真结果表明,基于星光角距/时间差分星光角距天文导航方法的位置误差是传统基于星光角距天文导航方法的64%,是基于时间差分星光角距导航方法的58%。此外,还分析了导航恒星个数、火星敏感器精度、火卫一敏感器精度、星历误差大小和滤波周期对导航性能的影响。

星钟和星历误差分离的广域差分新方法

针对WAAS等传统的广域差分方法存在DOP值太大和要求基准站时间严格同步等问题,提出了星钟和星历误差相对分离的广域差分新方法。提出的相对分离理论包括以所有卫星的广播星历为基准的星钟误差的相对分离,以各卫星星钟误差相对分离结果为基准的相对星历误差分离和固定偏差的星钟二次修正三部分,其可简单归纳为星钟-星历-星钟的修正思路。这种方法除无需基准站同步外,用户定位比WAAS准。理论论证和算例仿真证明这种理论是科学的,对建设各种卫星导航系统的差分增强系统均是适用的。

GPS广播星历误差及对单点定位的影响

利用国际GPS地球动力学服务(International GPS service(IGS)for geodynamics)提供的广播星历和精密星历数据,分析GPS广播星历的轨道精度及变化规律。广播星历的轨道精度一般在5 m左右,且明显表现出周期性变化规律。另外,从单点定位的原理出发分析了GPS广播星历误差对单点定位精度的影响。

星历误差的低次曲面模型改正方法

针对广播星历误差限制了广域差分定位精度的问题,提出了星历误差的低次曲面模型改正方法。通过6个均匀分布的差分站与5颗由GEO、MEO和IGSO卫星组成的导航星座对该方法进行仿真验证,结果表明低次曲面模型法能将星历误差改正到较高的精度。同时,针对6个差分站改正效果均匀性较差的问题,提出了11个差分站优化布局方案,使得低次曲面模型法的改正效果更加均匀,定位精度达到1 m以内。该方法对广域差分定位精度有良好的改正效果,而且在GEO、MEO和IGSO卫星导航星座中具有通用性,对我国卫星导航星基增强系统建设有一定的参考价值。

星历误差对双星定位系统定位精度的影响

双星定位系统是我国自行研制开发的一种区域性卫星定位系统,其定位体制与GPS不同,并且其定位精度受到诸多因素的影响,其中星历误差的影响是不可忽略的因素.文中重点研究了星历误差对其定位精度的影响,并推导出了其数学误差模型,在一定条件下给出了其仿真结果,为分析其他误差因素对其定位精度的影响奠定了基础.

双星定位系统中星历误差的分析与研究

为了研究星历误差对双星定位系统定位精度的影响,根据双星定位系统定位的数学模型,分析各种测量误差对系统定位精度的影响,推导出了差分定位体制下系统的定位误差模型.重点研究了星历误差对其定位精度的影响,并推导出了其数学误差模型,得出系统经过差分修正后较大的星历误差可等效于一个较小的测距误差的结论,并在一定条件下给出了其仿真结果,从而揭示了星历误差影响系统定位精度的规律.研究结果为分析其他误差因素对其定位精度的影响奠定了基础.

GPS广播星历误差及其对导航定位精度的影响

利用国际 GPS地球动力学服务 (International GPS service (IGS) forgeodynamics)提供的广播星历和精密星历数据 ,全面分析 GPS卫星轨道及其钟差修正量误差的变化规律。前者具有 6h的短周期正弦波动和 1个GPS周的长周期线性递增特性 ;后者以 1 2 h为周期作正弦波动变化 ,这对用户导航定位精度将产生周期性影响。若使用 IGS预报星历代替广播星历数据进行导航定位计算 ,可以使定位精度提高 5 m。

在GPS测量中星历误差的影响及削弱

本文探讨了GPS测量中卫星星历误差对相对定位的影响,介绍了消除削弱星历误差影响的方法和措施。

卫星星历误差对GPS定位精度的影响与分析

分析了广播星历误差对GPS单点定位精度的影响,通过引入精密星历处理某机载GPS数据检验了广播星历误差对GPS单点定位的影响程度;理论推导了广播星历误差对单基站差分GPS数据的影响及规律,同时通过引入精密星历差分处理某机载GPS数据对广播星历误差的影响程度及规律进行了验证。

考虑星历误差的天文测角/时间延迟量测组合导航方法

基于太阳振荡的时间延迟是一种新型天文导航量测量,可以提供探测器相对反射天体的距离信息,与星光角距量测量结合,可以提高导航性能。然而,星光角距量测模型与时间延迟量测模型均含有火卫一相对火星的位置矢量,火卫一的星历误差将影响导航精度。针对这一问题,提出了一种基于在线估计的天文测角/时间延迟量测组合导航方法,建立了包含火卫一位置及速度的状态模型,利用星光角距及时间延迟量测量同时对火卫一的位置和速度进行在线估计。仿真结果表明,提出的方法可以有效抑制火卫一星历误差对组合导航精度的影响,为探测器提供高精度的自主导航信息。

削弱卫星星历误差对定位精度影响的方法探讨

GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点广泛应用于军事、国防、智能交通、气象、环境监测、测绘等领域。GPS测量定位技术,是将卫星位置(卫星坐标)作为已知值,以伪距或者载波相位为观测量,通过空间后方交会原理计算出地面点位或者空间基线。GPS卫星星历误差是一种起算数据误差,具有系统误差特性,它将严重影响到单点定位的精度,同时亦是精密相对定位中的重要误差源。主要针对削弱GPS卫星星历误差对定位精度影响的方法进行探讨。

星历误差在伪距定位中的传递

本文分析了测伪距定位中星历误差的传递规律。并用给卫星轨道施加零均值、方差为σ０＾２的白噪声扰动的方法进行了仿真实验。理论分析和仿真实验都表明星历误差传递遵从规律：定位误差＝（测伪距误差＋星历误差＋卫星时钟偏差）×ＰＤＯＰ。

WAAS星历误差校正技术仿真研究

本文介绍了在广域增强系统（ＷＡＡＳ）中，卫星误差校正及基准站时间同步技术的研究。从理论和实践上证明了测距系统的几何因子小于伪距系统几何因子，从而提出了首先独立地测出ＳＡ钟差，以便在测距系统的条件下解算卫星位置的思想。

顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载GPS实时定轨新方法

受广播星历轨道误差与卫星钟误差以及伪距观测噪声等因素的制约,传统的星载GPS伪距实时定轨方法位置精度通常只能达到1.0m左右,速度精度为1.0mm/s左右。本文提出了一种新的高精度星载GPS实时定轨方法,该方法基于广播星历误差的缓变特性,同时使用伪距与相位作为观测值,通过在卡尔曼滤波模型中设置相应参数对广播星历误差进行分离吸收,从而实现分米级精度的实时定轨。采用自主研制的实时定轨软件SATPODS对不同轨道高度的CHAMP（320km）、GRACE-A（460km）与SAC-C（700km）卫星连续31d的实测数据模拟在轨实时处理,结果表明,新方法可以实现30-40cm的位置精度以及0.3-0.5mm/s的速度精度,相比于传统的伪距实时定轨方法,精度可提高50%以上。

星历误差相对改正的虚拟基准星差分方法

为了解决星钟和星历相对改正的广域差分新方法在非静止轨道卫星星座中的应用难题,提出以虚拟卫星作为基准星的星历误差相对改正方法,简称虚拟基准星差分原理,重点阐述了虚拟基准星的伪距误差构造方法.通过对这种原理的定性分析,得出差分改正可以使星钟和星历误差对定位的影响基本消除,用户定位误差趋近于零;通过对用户差分性能的定量分析,得出这种差分方法对GEO,MEO以及混合星座等各种卫星导航系统中均具有通用性及星钟和星历异常不敏性.仿真结果表明,在伪距测量噪声通过某种方法有效消弱或消除后,可使差分用户的实时定位精度保持在几分米以内.

卫星星历残存误差对差分GPS精度影响的分析

对经差分GPS修正后的卫星星历之残存误差 ,随用户与基准台之间距离变化进行理论研究和分析 ,所得到结果将有助于用户确定高精度DGPS的服务范围 .

脉冲星导航系统的星历表误差RKF校正算法

为了减小星历表误差对脉冲星导航系统的影响,本文提出了一种针对星历表误差的RKF(Robust Kalman filter)导航定位方法。通过对星历表误差进行分析,得到星历表误差随时间变化的关系。建立带有星历表误差的量测模型,利用Kalman滤波原理进行计算。在Kalman滤波计算的过程中,星历表误差项是未知的,利用矩阵不等式进行处理,最终确定误差协方差的下界,并计算反馈增益得到最终的状态估计值。将RKF方法与UKF和其他两种处理星历表误差的滤波方法分别在绕飞地球和火星的轨道上进行测试并进行对比分析,实验结果表明,提出的方法可以取得到比UKF和其他两种滤波方法更高的定位精度,有效的减小星历表误差对脉冲星导航系统的影响。

广播星历等效伪距误差在中国区域的建模分析

在卫星导航系统服务区域内,由广播星历产生的等效伪距误差随用户位置的改变发生变化。将服务区域内用户的位置在切平面上投影,可以对服务区域内用户的星历等效伪距误差的特性分析加以简化。通过对GEO、MEO和IGSO三种导航卫星的分析,中国区域内的星历等效伪距误差可以用一个平面方程进行表示。研究结果对星历等效伪距误差模型及其改正方法的建立具有一定的参考价值。

基于PSO-BP神经网络的广播星历轨道误差预测模型

在卫星导航数据处理实践中,发现广播星历轨道误差中客观存在不确定性的规律现象,针对这种不能用确定数学模型表示的误差信息,建立基于粒子群优化反向传播(back propagation,BP)神经网络的轨道误差预测模型。通过粒子群算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行全局寻优,利用广播星历解算出的卫星空间位置和速度,并结合时间信息和摄动改正数对神经网络进行训练和测试。结果表明该模型对广播星历轨道误差具有较好的拟合能力和预测效果,用该模型对卫星位置解算提供误差补偿,可有效提高卫星定轨精度,降低系统级误差。

空间信号误差对北斗单向授时的影响

北斗卫星广播星历是影响授时服务的主要误差源,分析它的精度是非常必要的。分析了空间信号误差的主要组成星历误差和星钟误差的计算方法,并阐述了计算过程中应注意的问题:参考时间尺度不一致、坐标系不一致和卫星位置参考点不一致。以IGS分析中心GFZ提供的事后精密星历为参考,利用北斗卫星广播星历分析了空间信号误差对北斗单向授时的影响。结果表明,空间信号误差对北斗单向授时的影响随机波动在7 ns以内,由于不同北斗卫星对应的星钟误差中存在大小不等的系统误差,导致星钟误差对单向授时结果的影响大于星历误差。