VLBI观测对转发式测距GEO卫星定轨精度的贡献分析

联合甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)时延数据与转发式(orbit determination by transfer tracking,ODTT)测距数据能够有效提高地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星定轨精度。参照位置精度衰减因子(position dilution of precision,PDOP)的改变,研究不同VLBI基线时延数据与转发式测距数据的联合对GEO卫星定轨精度的改善,可为特定条件下联合观测时VLBI基线的最优选择提供参考。基于中国科学院国家授时中心宽带VLBI系统和转发式测轨系统的实测数据,开展中星12号GEO卫星的定轨试验。试验结果表明定轨精度的提高与PDOP的降低成正相关。相比于转发式单独定轨,联合VLBI系统中的喀什—三亚基线,PDOP降低了3.00,定轨精度提高了11.48%;联合VLBI系统中的吉林—喀什基线,PDOP降低了3.38,定轨精度提高了14.73%;联合VLBI系统中的吉林—三亚基线,PDOP降低了6.90,定轨精度提高了19.75%;联合VLBI系统中的吉林—三亚和吉林—喀什两条基线,PDOP降低了9.94,定轨精度提高了27.23%。

基于转发式一发多收模式的GEO卫星定轨研究

实现了基于一发多收模式的地球同步轨道卫星精密测定轨,一发多收测轨模式是转发式测定轨技术中一种观测模式。测轨站主站向卫星发射一个伪码扩频信号,经卫星转发器转发,传向主站和副站,形成主站的自发自收和副站的主发副收的测轨模式。并依托中国科学院国家授时中心的西安站、长春站和喀什站开展C波段一发多收观测定轨试验。主站的发射系统时延和卫星转发器的时延可以通过解算中的参数估计予以解算,副站的系统误差经标校方法抵消其影响。试验以自发自收的定轨结果评估一发多收的定轨精度,结果表明一发多收定轨精度可达10 m量级,也说明一发多收观测模式是一种有效的精密测定轨方法。

基于高精度对流层延迟改正的转发式卫星测定轨

转发式卫星测定轨传统上一直使用气象站数据和Saastamonien模型,计算天顶对流层延迟,精度约为4 cm。为了提高对流层延迟改正精度,并进一步提高卫星测定轨精度,在转发式测轨站上并址配置测地型GPS/BDS多系统接收机,基于IGS/iGMAS产品计算得到各站高精度的对流层天顶延迟,精度约为5 mm。将此新的对流层延迟改正应用于定轨软件,开展了GEO卫星转发式测定轨试验。试验结果表明:使用本文方法的对流层延迟后,定轨精度有较为明显提高,平均重叠弧段轨道差由1.402 m,减小到1.268 m,改善约为10%。

转发式测定轨系统卫星地面站观测数据质量分析及可视化

在转发式的卫星测定轨系统中,卫星地面观测站是其重要组成部分,每天不间断产生大量高精度测距数据、气象数据、时间同步等测量数据,这些数据是实现卫星精密测定轨的基础。因此,地面观测站的数据质量及其可视化显得尤其重要,基于此目的,采用Unix时间戳算法及vector迭代器技术,利用C++Builder开发一套对卫星地面站观测数据质量分析及其可视化的系统。在实际应用中表明:此套系统能有效统计、初步筛选数据,发现在观测过程中的数据质量、验证数据记录时存在的问题,更直观地反应各个天线系统的运行情况,提高了观测系统及设备故障排除和维护的效率。