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在对卫星所受的非保守摄动力研究中,对太阳辐射压摄动建模的研究发展迅速,而对地球辐射压摄动的研究相对缺乏,特别是其对中高轨卫星轨道影响的研究。在高精度人造卫星轨道确定中,地球辐射压摄动对于具有大面质比的导航卫星的影响越来越不可忽略。针对中国北斗导航卫星,基于地球辐射压的原理和影响机制,探讨了地球辐射压摄动建模的方法。针对北斗导航系统特点,利用地球表层的反照率和红外发射率的分布格网数据,建立了精确的地球辐射压模型,并利用全球MGEX站观测数据和中国区域监测站数据,进行了对北斗卫星引入地球辐射压模型的验证试验,分析了其定轨精度,检验了模型的正确性和可靠性。试验表明,对北斗卫星来说,在加入地球辐射压模型ERPM2(Earth radiation pressure model 2)后,轨道精度比不加入地球辐射压模型提高约4 mm;加入ERPM1模型则相应提高约2 mm。对部分卫星,加入地球辐射压模型后,其轨道精度修正量可达5～10 mm。通过卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)检核发现,加入ERPM2模型后,北斗中轨道地球卫星正常姿态时的轨道径向精度提高3.1 cm,GPS 036卫星轨道径向精度改善0.8～1.4 cm。因此,地球辐射压摄动模型在北斗导航卫星高精度轨道确定研究中具有一定的意义。 相似文献
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《大气一号》气球卫星轨道倾角变化分析 总被引：1，自引：0，他引：1
引起《大气一号》两颗气球卫星（ＤＱ－１Ａ和ＤＱ－１Ｂ）轨道倾角变化的摄动因素主要是太阳光压摄动、大气旋转和日月引力摄动。太阳光压摄动引起气球卫星轨道倾角增大，平均每天变化约０．００１７，大气旋转引起轨道倾角减小，平均每天变化不到０．０００１，但随着高度下降，变化量亦增大，陨落前达０．００２。本文根据卫星轨道摄动理论，给出气球卫星轨道倾角变化的一种定量分析方法，得到的分析结果为：（１）由太阳光压摄动 相似文献
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本文借用推广的卡尔曼(Kalman)滤波法实时处理几圈单站的激光测距资料来改进卫星的轨道,以达到精密预报此后近期内卫星位置的目的。在建立动力学模型中,计及了地球扁球形的摄动、大气阻力、太阳辐射压的效应以及日月引力摄动。在计算这些摄动过程中,地球重力位对带谐、扇谐和田谐项都展开到了第11次和第11阶;大气密度分布采用简化的“指数模型”;地影假定呈圆柱形;并以旋转的开普勒轨道求日月的地心坐标。在卫星的状态估计过程中应用推广的序列估计算法,借助数值积分方法积分状态向量和协方差矩阵。利用激光卫星LAGEOS的测距模拟资料和真实数据分别对本方法进行了检验。结果表明:应用本方法即使处理单站的少数几圈的观测数据,可相当精确地预报卫星在此后几圈的位置。如果处理更多圈数的数据,则卫星的预报可以达到更高的精度。并且由于按照本方法建立起来的计算程序可以在小型电子计算机,例如PDP11/60上实施,同时保持应有的精度,因此它颇具有实用的价值。 相似文献
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介绍了一种新的建立太阳辐射压摄动模型的方法,即Ｖｏｋｒｏｕｈｌｉｃｋｙ等人提出的方法。该方法以辐射转移方程为基本数学工具,并运用相应的物理概念,通过对太阳辐射场强和辐射流量的计算来求出太阳辐射压摄动。此方法既适用于卫星处于地球半影区内和地球阴影之外的情形,也适用于地球反照辐射压的计算。还介绍了该方法的一些计算结果,并简单评述了其不足之处。 相似文献
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基于GPS与三轴磁强计的联合导航算法 总被引：2，自引：0，他引：2
为了修正近地轨道(小于1000 km)地磁场模型,提高导航的精度,在地磁导航系统中引入GPS作为一个新的测量设备,提出了一种基于三轴磁强计与GPS的联合导航算法．该算法取卫星的位置和速度向量作为状态向量,建立状态方程;取卫星周围的磁场强度和GPS接收的信号作为观测量,建立观测方程;并以GPS确定的轨道状态量为标准量,去估计磁场模型参数的修正量,构成冷备冗余导航算法．仿真结果表明,提出的导航算法对轨道位置的估计误差小于50 m,速度的估计误差小于0．1 m／s,导航算法的精度和收敛性都优于使用单一地磁导航的系统． 相似文献
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本文选择1976年10月到1977年7月期间,全球对卫星STARLETTE激光测距的连续300天的观测资料,分析了海潮对该卫星轨道的摄动。1.在力学模型计及地球形状、大气阻力、日月引力、太阳辐射压和固体潮的摄动情形下,应用最大熵功率谱和周期图解法分析了所得STARLETTE的轨道倾角的残差。从中可明显地看出,海潮的4个主要分潮波K_1、P_1、K_2和S_2所产生的长周期(长于20天)摄动。2.以计及上述所有摄动并还包括海潮摄动在内的力学模型为基础产生模拟资料(即参考轨迹),然后应用计及上述所有摄动但海潮摄动却除外的力学模型数值积分所得的轨迹去拟合这些模拟资料的方法,估计了海潮对STARLETTE在5天弧段内的位置影响的数量级。 相似文献
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利用IGS星历预报GPS卫星轨道 总被引：1，自引：0，他引：1
在动力学轨道拟合以及轨道积分的基础上,提出了基于IGS精密星历的GPS卫星轨道预报方法。该方法首先利用已知的IGS精密星历作为虚拟观测值,采用动力学方法拟合出GPS卫星的初始轨道和动力学参数,然后再通过积分来预报GPS卫星的轨道。主要讨论了基于不同弧段的IGS星历时,该方法对GPS卫星轨道的拟合和预报情况。研究结果显示:对于6 d弧段以内的IGS精密星历,其拟合轨道与IGS精密星历差值的三维RMS值均优于4 cm,随着拟合弧段的增加,拟合残差变大;当利用2～6 d弧段的IGS星历来预报GPS轨道时,大部分卫星第1天、第7天和第30天的三维预报精度可优于0.1 m、3 m和100 m。其中,2d弧段的IGS星历对GPS卫星第1天和第7天的预报结果最好,5 d弧段的IGS星历对GPS卫星第30天的预报结果最好。 相似文献
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胡小工 《中国科学院上海天文台年刊》1997,(18):83-88
为了计算登月飞行轨道，需要知道摄动力对登月飞行轨道的影响，以便计入满足精度要求的所有摄动模型。与人造地卫星轨道相比，登月飞行轨道有一些不同的特征，这些特征使得登月飞行轨道所受的摄动力的影响不同于人造地球卫星所受的摄动影响。我们采用适当的方法选取了满足登月飞行轨道计算精度要求的摄动模型。 相似文献
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对于在轨运行的BDS (BeiDou Navigation Satellite System)卫星, 太阳光压是作用在卫星上主要的非引力摄动. 受多种因素的影响, 太阳光压摄动力难以精确建模, 是BDS卫星精密定轨和轨道预报过程中重要的误差来源. 由于ECOMC (Empirical CODE Orbit Model 1 and 2 Combined)模型兼顾了ECOM1 (Empirical CODE Orbit Model 1)和ECOM2 (Empirical CODE Orbit Model 2)模型的特点, 在模型中引入了较多的待估参数, 使得参数之间存在强相关性. 针对ECOMC模型的这一缺陷, 文中收集了2019年1月至2022年4月武汉大学分析中心提供的BDS-3卫星精密星历, 采用动力学轨道拟合方法得到了ECOMC模型的13个光压参数. 通过对该模型的光压参数进行时间序列分析, 分别给出了BDS-3 IGSO (Inclined Geosynchronous Orbit)和MEO (Medium Earth Orbit)卫星光压模型的参数选择策略. 并利用轨道拟合和轨道预报试验, 验证了光压模型参数选择策略的合理性. 结果表明, 采用改进型ECOMC模型进行BDS-3 IGSO和MEO卫星轨道拟合的效果最佳, 同时, 也能够提升BDS-3 IGSO和MEO卫星中长期轨道预报的精度. 相似文献
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The satellite-borne GPS receivers dedicated to precise orbit determination are now being carried by more and more low earth orbit (LEO) satellites and the satellite-borne GPS has become one of the main means for the precise orbit determination of low earth orbit satellites. The accuracy of satellite-borne GPS precise orbit determination depends on the accuracies of the GPS ephemeris and the clock error. Based on the orbit determination function of SHORDEIII zero-difference dynamics and using the observational data obtained by the GRACE satellites for the week from 2005 August 1 to 7 as an example, three versions of GPS ephemerides (igs, igr and igu) are used to carry out orbit determination under the same conditions and to estimate the effect of the GPS ephemeris accuracy on the accuracy of orbit determination of low earth orbit satellites. Our calculated results show that the two ephemerides, igs and igr, are equivalent to each other in orbit determination accuracy (about 9.5 cm), while igu is slightly less accurate, at about 10.5 cm. The effect produced by the data of the high frequency GPS satellite clock error on the accuracy of orbit determination is 1–6 cm. 相似文献
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GIM在LEO卫星单频GPS定轨中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
电离层延迟误差是单频GPS(Global Positioning System)数据最主要的误差源,为提高基于单频GPS数据的LEO(Low Earth Orbiting)卫星定轨精度,必须消除/减弱GPS观测数据中电离层延迟影响.研究了全球电离层模型GIM(Global IonosphericMaps)在基于单频GPS伪距数据的低轨卫星运动学和动力学定轨中的应用,并通过估算电离层尺度因子的方法消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响.由于LEO卫星星载GPS信号受电离层延迟影响与卫星轨道高度相关,选取了轨道高度在300～800 km的CHAMP(CHAllenging Mini-satellite Payload)、GRACE(Gravity Recovery AndClimate Experiment)、TerraSAR-X及SAC-C等LEO卫星C/A码伪距观测量作为试算数据.CHAMP等卫星实测数据计算结果表明:以JPL(Jet Propulsion Laboratory)发布的GIM模型作为背景模型,通过电离层比例因子法能很好地消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响,提高LEO卫星运动学和动力学定轨精度,其中,CHAMP卫星轨道最低,受电离层延迟影响最严重,定轨精度提高最显著,分别为55.6%和47.6%;SAC-C卫星轨道高度最高,受电离层延迟影响最小,相应的定轨精度提高幅度也最低,分别为47.8%和38.2%. 相似文献
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With the precise GPS ephemeris and clock error available, the iono- spheric delay is left as the dominant error source in the single-frequency GPS data. Thus, the removal of ionospheric effects is a ma jor prerequisite for an improved orbit reconstruction of LEO satellites based on the single-frequency GPS data. In this paper, the use of Global Ionospheric Maps (GIM) in kine- matic and dynamic orbit determinations for LEO satellites with single-frequency GPS pseudorange measurements is discussed first, and then, estimating the iono- spheric scale factor to remove the ionospheric effects from the C/A-code pseu- dorange measurements for both kinematic and dynamic orbit determinations is addressed. As it is known that the ionospheric delay of space-borne GPS sig- nals is strongly dependent on the orbit altitudes of LEO satellites, we select the real C/A-code pseudorange measurement data of the CHAMP, GRACE, TerraSAR-X and SAC-C satellites with altitudes between 300 km and 800 km as sample data in this paper. It is demonstrated that the approach to eliminating ionospheric effects in C/A-code pseudorange measurements by estimating the ionospheric scale factor is highly effective. Employing this approach, the accu- racy of both kinematic and dynamic orbits can be improved notably. Among those five LEO satellites, CHAMP with the lowest orbit altitude has the most remarkable improvements in orbit accuracy, which are 55.6% and 47.6% for kine- matic and dynamic orbits, respectively. SAC-C with the highest orbit altitude has the least improvements in orbit accuracy accordingly, which are 47.8% and 38.2%, respectively. 相似文献
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B. E. Schutz 《Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy》1996,66(1):79-85
Modern observational techniques using ground-based and space-based instrumentation have enabled the measurement of the distance between the instrument and satellite to better than one centimeter. Such high precision instrumentation has fostered applications with centimeter-level requirements for satellite position knowledge. The determination of the satellite position to such accuracy requires a comparable modeling of the forces experienced by the satellite, especially when classical orbit determination methods are used. Geodetic satellites, such as Lageos, in conjunction with high precision ground-based laser ranging, have been used to improve for modeling of forces experienced by the satellite. Space-based techniques, such as Global Positioning System (GPS), offer alternatives, including kinematic techniques which require no modeling of the satellite forces, or only rudimentary models. This paper will describe the various techniques and illustrate the accuracies achieved with current satellites, such as TOPEX/POSEIDON, GPS/MET and the expectations for some future satellites. 相似文献
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GPS卫星的激光测距和应用研究 总被引：2，自引：0，他引：2
简述了SLR和GPS跟踪技术的发展概况。详细介绍了近几年来对GPS－35、36卫星的激光测距进展和应用研究的情况。给出了残差分析的初步结果,并指出了目前GPS卫星的稀少的激光测距资料对卫星精密定轨和站坐标的解算是有价值的。同时,也简单地评述了GPS卫星的微波和激光跟踪技术各自的优势和弱点．建议联合利用GPS-35、36卫星的SLR和GPS观测资料来开展有关的应用研究。最后,对今后的应用研究工作提出了建议． 相似文献
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越来越多的LEO卫星装载了高精度的星载GPS接收机,星载GPS定轨已成为LEO卫星精密定轨的重要手段之一。星载GPS精密定轨精度依赖于GPS星历及钟差精度,采用CODE(Center for Orbit Determination in Europe)官方网站提供的GPS精密星历及钟差数据,基于瑞士伯尼尔大学开发的Bernese 5.0软件,采用非差减缩动力学定轨方法,解算了60天的CHAMP卫星和SAC-C卫星轨道,并将所得轨道与JPL和GFZ事后科学轨道比较,得出的轨道位置三维精度优于20 cm量级,速度三维精度约为0.20 mm/s。 相似文献
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目前,越来越多的低轨卫星上都搭载了用于精密定轨的星载GPs接收机,星载GPS已成为低轨卫星精密定轨的主要手段之一.星载GPS精密定轨精度依赖于GPS星历及钟差精度.基于SHORDE-Ⅲ非差动力学定轨功能,以2005年8月1日至8月7日一周的GRACE卫星实测数据为例,采用事后精密轨道(igs)、快速轨道(igr)和超快速轨道(igu)三种GPS星历在同等条件下定轨,估计GPS星历精度对低轨卫星定轨精度的影响,实际计算结果表明igs和igr两类GPS星历定轨精度相当,约为9.5 cm,igu星历定轨精度略低于igs和igr星历,约为10.5cm:高频GPS卫星钟差数据对定轨精度会产生1-6cm影响. 相似文献
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Near-Earth asteroid (99942) Apophis currently resides among the top positions on the list of objects with small, yet non-zero impact probability with the Earth. For that reason an unusual observational and theoretical effort has been dedicated to precisely characterize its future orbit. Here we discuss orbital perturbation of Apophis due to incident and reflected solar radiation pressure (SRP). We both revisit recent analytical estimate of the SRP effects for this body and also formulate a numerical approach allowing us to compute the SRP orbital perturbation under general assumptions. Contrary to some previous results, we show that SRP has a much smaller effect on the Apophis trajectory than does the thermal re-radiation force which produces the Yarkovsky effect. When the Yarkovsky effect becomes constrained enough in the future, our approach may be used to improve the orbit determination for this asteroid. 相似文献
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介绍了GPS的空间部分、地面控制部分和用户部分的发展状况及其作用。并对GPS定位的基本原理做了阐述。GPS定位误差由几何精度因子和站星距离的测量误差决定,站星距离的测量误差由3大类误差因素决定,它们是与GPS卫星有关的误差、与GPS卫星信号传播有关的误差、与GPS信号接收设备有关的误差。对上述重要误差进行了系统全面的分析,并提出了具体的误差修正模型及各种减小或消除误差的方法。 相似文献