基于雙差模型的北斗GEO-IGSO-MEO混合星座精密軌道和鐘差確定.pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是當(dāng)前世界上唯一一個(gè)同時(shí)擁有地球靜止軌道（Geostation-ary Earth Orbit，GEO）衛(wèi)星、地球同步軌道（Inclined Geosynchronous Orbit，IGSO）衛(wèi)星和地球中軌（Medium Earth Orbit，MEO）衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)。由于北斗混合導(dǎo)航星座的特殊性，北斗星座的精密軌道確定面臨諸多挑戰(zhàn)。本文圍繞北斗衛(wèi)星精密軌道質(zhì)量提升亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題開展研究，討論了利用雙差整周模糊度約

2、束求解衛(wèi)星鐘差的方法，分析了北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)在地面精密單點(diǎn)定位和低軌衛(wèi)星精密軌道確定方面的性能。主要工作包括四個(gè)方面：
　　一、研究了基于觀測(cè)數(shù)據(jù)本身和基于先驗(yàn)軌道、鐘差產(chǎn)品相結(jié)合的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS）觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，為北斗精密軌道和鐘差估計(jì)奠定了基礎(chǔ)。提出了一種三頻數(shù)據(jù)周跳探測(cè)方法，并從理論上分析了其周跳探測(cè)能力。此外，從數(shù)據(jù)有效率、偽距多徑和相位

3、噪聲三個(gè)方面對(duì)比分析了國(guó)際GNSS監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)（international GNSS Monitor&Assessment System，iGMAS）和多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（Multi-GNSS EXperiment，MGEX）測(cè)站的北斗和GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，為北斗雙差觀測(cè)模型的優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　二、在雙差模型導(dǎo)航星座精密軌道確定方法的基礎(chǔ)上，一方面針對(duì)經(jīng)典光壓模型不能準(zhǔn)確建模北斗GEO衛(wèi)星太陽(yáng)輻射壓的問(wèn)題，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

4、建立了適用于北斗GEO衛(wèi)星的太陽(yáng)光壓模型BGSM（BeiDou GEO SRP(Solar Radiation Pressure) Model）。使用該模型定軌，可以明顯提高軌道產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低定軌精度與太陽(yáng)相對(duì)于GEO衛(wèi)星軌道面仰角的相關(guān)性。另一方面針對(duì)根據(jù)觀測(cè)仰角選擇參考衛(wèi)星形成的雙差觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量不高的問(wèn)題，提出了基于后驗(yàn)殘差的參考衛(wèi)星選擇方法。使用該方法形成的雙差觀測(cè)數(shù)據(jù)定軌，可以明顯提高IGSO衛(wèi)星的定軌精度，減小定軌殘差。<

5、br>　　三、研究了基于雙差整周模糊度約束的導(dǎo)航衛(wèi)星和編隊(duì)衛(wèi)星鐘差估計(jì)方法。該方法將雙差軌道解獲得的雙差模糊度與精密軌道、測(cè)站坐標(biāo)、對(duì)流層天頂延遲和地球旋轉(zhuǎn)參數(shù)一起作為先驗(yàn)約束估計(jì)導(dǎo)航衛(wèi)星的鐘差。仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的編隊(duì)衛(wèi)星鐘差估計(jì)實(shí)驗(yàn)表明，引入雙差整周模糊度之后提高了鐘差解的穩(wěn)定性，消除了邊緣效應(yīng)；顯著削弱了天解之間的不一致性；理論上鐘差估計(jì)精度可以提高30％以上。
　　四、分析了北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)在地面和星載環(huán)境的應(yīng)用性能。地面應(yīng)用