钟跳探测优化的低轨卫星运动学精密定轨

为了进一步提升低轨卫星接收机钟差约束后的轨道精度,提出一种钟跳探测优化的低轨卫星运动学精密定轨方法:针对重力回溯及气候实验卫星(GRACE)和GRACE继任卫星(GFO)中存在频繁的纳秒级钟跳,给出鲁棒的钟跳探测方法和带有钟差约束的运动学精密定轨方法;然后对一个月的GRACE和GFO数据进行处理,验证方法的有效性。结果表明,钟跳次数可达208次,最大值约为0.7 m;降低钟跳历元的钟差约束权重后,和喷气推进实验室的约化动力学轨道相比,轨道跳变可被消除。

基于历元间差分的低轨卫星运动学精密定轨

基于精密点定位PPP的基本原理,介绍了利用观测值历元间差分的运动学精密定轨的方法。相比经典的动力学精密定轨,运动学精密定轨不受重力场模型、大气阻力、太阳光压等摄动力的影响,因而对于重力场恢复等研究具有较大帮助。并对两个星期CHAMP、GRACE的观测数据进行了分析。与参考轨道的对比表明,CHAMP的运动学轨道与参考轨道在XYZ3个分量上差值中误差的平均值为0.22m、0.22m、0.25m,三维中误差平均值为0.41m;GRACE-A卫星的运动学轨道与参考轨道在XYZ3个分量上差值中误差的平均值为0.27m、0.23m、0.29m,三维中误差平均值为0.45m。

低轨卫星的非差运动学精密定轨

总结了低轨卫星精密定轨的方法,分析了非差运动学定轨的原理、步骤和定轨精度的影响因素。并将非差运动学定轨与双差运动学、非差简化动力学、双差简化动力学定轨进行比较,发现它可以获得与其他定轨方法相近的精度,并且计算简单。

附加Helmert变换参数的低轨卫星约化动力学精密定轨

在运动学精密定轨以及动力学轨道积分的基础上,提出基于Helmert变换的约化动力学精密定轨模型。该模型对动力积分轨道以及运动学轨道建立Helmert变换,进而修正轨道积分中的卫星初始轨道以及各种动力学参数。应用该模型,文章采用的约化动力学精密定轨包含两个部分:运动学精密定轨以及基于Helmert变换的动力学轨道平滑。对CHAMP、GRACE两个星期的观测数据进行计算,结果显示:在引入Helmert变换平移参数的参数设置下,相对于运动学轨道,约化动力学轨道的精度平均提高了约30%;对于CHAMP卫星,约化动力学轨道与参考轨道差值在XYZ3个方向RMS的平均值分别为(0.14,0.14,0.16)m,差值3D RMS的平均值为0.26 m;对于GRACE-A卫星,约化动力学轨道与参考轨道差值在XYZ3个方向RMS的平均值分别为(0.17,0.15,0.13)m,差值3D RMS的平均值为0.26 m。文中还详细讨论和分析了模型中不同参数设置下轨道精度的情况。