單頻GPS低軌衛(wèi)星精密軌道確定.pdf

1、基于全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）的星載雙頻低軌衛(wèi)星（Low Earth Orbit，LEO）軌道確定技術已日臻成熟。然而在基于單頻GPS觀測數(shù)據(jù)的定軌技術中，由于電離層延遲引起的觀測數(shù)據(jù)誤差從厘米級到米級不等，使得電離層延遲成為影響單頻定軌精度的主要因素，如何有效消除電離層延遲在觀測信號中的影響也成為提高單頻定軌精度的技術難題。本文圍繞單頻定軌的基本理論及如何有效消除電離層延遲在GPS測量信

2、號中的影響展開，主要包含以下三方面的內容。
　　一、分析了單頻GPS定軌基本理論。主要探討了定軌理論中所需要的時間系統(tǒng)和坐標系系統(tǒng)、GPS觀測信號的模型化表示、基于單頻觀測數(shù)據(jù)的預處理技術以及縮減動力學精密定軌方法。
　　二、研究了基于全球電離層模型的單頻定軌方法。首先研究了電離層對 GPS測量信號的延遲機理，探討了全球電離層模型的應用方法；其次針對電離層比例因子在全球電離層模型應用中的局限性，提出了電離層比例因子的軌道高度

3、分段線性表示模型，并對模型參數(shù)進行了優(yōu)化。為檢驗該方法的有效性，選取GRACE A、GRACE B衛(wèi)星及CHAMP衛(wèi)星，基于縮減動力學定軌算法進行單頻定軌，其三維精度分別為0.786m，0.737m和0.822m，相較于未作電離層修正的定軌結果，定軌精度分別提高13.45％，16.93%，41.77%。研究結果表明，該方法能夠克服傳統(tǒng)的經驗選取電離層比例因子的不足，并小尺度的反映電離層比例因子隨高度的變化。
　　三、研究了基于半和

4、改正模型的單頻定軌方法。首先研究了半和改正組合觀測值的特性，研究表明其消除了電離層延遲的一階項影響，噪聲水平為偽碼的一半，且具有模糊度參數(shù)。其次探討了半和改正組合的事后殘差編輯算法，以探測在觀測值中通過預處理未探測到的小周跳；文中觀測模型選取CA以及半和改正組合，在非保守力補償方面對力學模型進行優(yōu)化選取。基于縮減動力學精密定軌算法，對GRACE A、GRACE B衛(wèi)星及CHAMP衛(wèi)星進行單頻軌道確定。研究結果表明，對GRACE A、B衛(wèi)