CHAMP衛(wèi)星定軌方法研究.pdf

1、⑧申請(qǐng)同濟(jì)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文CHAMP衛(wèi)星定軌方法研究培養(yǎng)單位：一級(jí)學(xué)科：二級(jí)學(xué)科：研究生：指導(dǎo)教師：土木工程學(xué)院測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程劉紅新王解先教授副指導(dǎo)教師：程鵬飛研究員(中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院)二oo六年三月摘要平滑偽距和基于雙頻相位及偽距的星載GPS低軌衛(wèi)星幾何定軌諸方法的原理；然后針對(duì)衛(wèi)星提供的星載數(shù)據(jù)和IGS的精密星歷提供的時(shí)間不一致性，闡述了對(duì)IGS精密星歷進(jìn)行三次樣條和拉格朗日內(nèi)插的方法，并用實(shí)例驗(yàn)證了該內(nèi)插

2、方法的有效性，再結(jié)合經(jīng)過(guò)預(yù)處理的星載GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)和內(nèi)插得到的IGS精密星歷進(jìn)行了幾何法定軌計(jì)算。最后實(shí)例計(jì)算，得到了米級(jí)左右的定軌精度。這說(shuō)明了幾何定軌方法的可行性。如此得到的定軌的結(jié)果可以作為自主定軌的一種快速算法，同時(shí)為后面的精密定軌提供初始軌道參數(shù)。5、星載GPS低軌衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)定軌：論文首先從攝動(dòng)力模型出發(fā)介紹星載GPS低軌衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)狀態(tài)方程和觀測(cè)方程進(jìn)行具體的公式推導(dǎo)，并介紹了軌道估值方法中的批處理算法，然后給出星載G

3、PS低軌衛(wèi)星定軌的基本模型，包括測(cè)碼偽距觀測(cè)方程和測(cè)相偽距觀測(cè)方程，并給出星載GPS低軌衛(wèi)星批處理動(dòng)力法定軌的流程圖，最后分別根據(jù)非保守力力學(xué)模型和實(shí)測(cè)的非保守力加速度數(shù)據(jù)同其余保守力模型結(jié)合，對(duì)CHAMP衛(wèi)星四天的數(shù)據(jù)進(jìn)行軌道計(jì)算。采用非保守力模型得到軌道精度為亞米級(jí)左右，采用非保守力數(shù)據(jù)得到軌道精度在二十公分左右，本文研究結(jié)果顯示利用實(shí)測(cè)的非保守力加速度數(shù)據(jù)精度優(yōu)于使用非保守力模型。6、星載GPS低軌衛(wèi)星卡爾曼濾波定軌：詳細(xì)闡述了卡

4、爾曼濾波的發(fā)展、原理及方法。針對(duì)濾波發(fā)散以及狀態(tài)噪聲和觀測(cè)噪聲的不確定性，引進(jìn)了UD分解濾波算法以解決矩陣的病態(tài)問(wèn)題，并提出自適應(yīng)卡爾曼濾波方法，同時(shí)為探測(cè)和修正量測(cè)方程中存在的粗差問(wèn)題，提出抗差估計(jì)理論，形成抗差卡爾曼濾波方法。通過(guò)以上一系列的步驟，可以得到一個(gè)較為精確的濾波結(jié)果。最后根據(jù)需要對(duì)自適應(yīng)抗差卡爾曼濾波進(jìn)行改進(jìn)，并用實(shí)例對(duì)一般抗差卡爾曼濾波和改進(jìn)的抗差卡爾曼濾波進(jìn)行計(jì)算比較。算例結(jié)果表明，這種改進(jìn)的抗差自適應(yīng)卡爾曼濾波方法