转发式站间差分卫星定轨

中国科学院国家授时中心提出的"转发式卫星轨道测定方法"已成功应用于GEO卫星精密定轨,显著地提高了GEO卫星的定轨精度.基于"转发式卫星轨道测定方法",本文提出一种新的转发式观测模式——"转发式站间差分"观测模式,该模式是对已有转发式观测模式的拓展,原则上,本观测模式是一种类VLBI测角观测,主要是对卫星轨道的横向约束.介绍了"转发式站间差分"观测模式的工作原理,用转发式测距数据和转发式差分数据进行联合定轨,并对不同观测弧段的测距数据单独定轨预报和测距与差分数据联合定轨预报结果进行了比较.结果表明,联合定轨的预报轨道精度优于单独使用测距数据的预报轨道精度,显然,由于"转发式站间差分"模式对卫星轨道横向约束的特性,有效地改善了转发式测距与差分数据联合定轨的轨道预报精度.

转发式测距与转发式站间差分的卫星联合定轨

从理论上阐明了转发式站间差分数据作为测角观测数据对卫星轨道横向的约束作用,并综合利用转发式测轨系统对鑫诺1号卫星的自发自收测距数据和站间差分数据进行了联合定轨试验.结果表明两种数据联合定轨轨道重叠弧段的位置误差小于测距数据单独定轨轨道重叠弧段的位置误差;测距数据和站间差分数据联合定轨预报5.5天的残差为3.1762m,优于测距数据单独定轨预报同样弧段的残差3.5380m.试验从轨道重叠弧段和长弧预报均证明了转发式站间差分数据对卫星轨道的横向约束能力,以及对提高定轨精度和预报精度的作用.

卫星转发器的时延变化

使用转发式测距观测数据对地球静止轨道（Geostationary orbit，GEO）2里进行精密定轨时，通常认为卫星转发器时延变化很小，可作为常数和卫星轨道一并求解．事实上这个假定有一定误差，影响了GEO卫星定轨精度．为了研究转发器时延对GEO卫星精密定轨精度的影响，本文对站问单差消除卫星转发器时延与非差常数解算转发器时延两种定轨方案进行了对比．结果发现，转发器时延变化对轨道的影响约为1-2m．在此基础上，固定差分方法解算的轨道及相关参数，使用非差法反演瞬时转发器时延，结果表明转发器时延变化有明显的周日效应．转发器时延变化规律的发现，为建立GEO卫星定轨精确模型、进一步提高GEO卫星精密定轨以及轨道预报精度具有重要价值．