CHAMP衛(wèi)星定軌方法研究.pdf

1、⑧申請同濟(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：一級學(xué)科：二級學(xué)科：研究生：指導(dǎo)教師：土木工程學(xué)院測繪科學(xué)與技術(shù)大地測量學(xué)與測量工程劉紅新王解先教授副指導(dǎo)教師：程鵬飛研究員(中國測繪科學(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；然后針對衛(wèi)星提供的星載數(shù)據(jù)和IGS的精密星歷提供的時間不一致性，闡述了對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)過預(yù)處理的星載GPS觀測數(shù)據(jù)和內(nèi)插得到的IGS精密星歷進(jìn)行了幾何法定軌計算。最后實(shí)例計算，得到了米級左右的定軌精度。這說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)星動力學(xué)定軌：論文首先從攝動力模型出發(fā)介紹星載GPS低軌衛(wèi)星的運(yùn)動方程，對狀態(tài)方程和觀測方程進(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，包括測碼偽距觀測方程和測相偽距觀測方程，并給出星載GPS低軌衛(wèi)星批處理動力法定軌的流程圖，最后分別根據(jù)非保守力力學(xué)模型和實(shí)測的非保守力加速度數(shù)據(jù)同其余保守力模型結(jié)合，對CHAMP衛(wèi)星四天的數(shù)據(jù)進(jìn)行軌道計算。采用非保守力模型得到軌道精度為亞米級左右，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。針對濾波發(fā)散以及狀態(tài)噪聲和觀測噪聲的不確定性，引進(jìn)了UD分解濾波算法以解決矩陣的病態(tài)問題，并提出自適應(yīng)卡爾曼濾波方法，同時為探測和修正量測方程中存在的粗差問題，提出抗差估計理論，形成抗差卡爾曼濾波方法。通過以上一系列的步驟，可以得到一個較為精確的濾波結(jié)果。最后根據(jù)需要對自適應(yīng)抗差卡爾曼濾波進(jìn)行改進(jìn)，并用實(shí)例對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