本文關(guān)鍵詞： 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 星間鏈路 自主導(dǎo)航 雙向測(cè)距 衛(wèi)星軌道 用戶等效距離誤差 衛(wèi)星激光測(cè)距　出處：《中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)》2017年02期 　論文類(lèi)型：期刊論文

【摘要】：自主定軌是導(dǎo)航衛(wèi)星自主導(dǎo)航的重要任務(wù),是指在地面運(yùn)行控制系統(tǒng)不可用的情形下,利用星間測(cè)距維持導(dǎo)航系統(tǒng)星歷的自主更新.本文利用北斗新一代導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星搭載的Ka波段星間雙向測(cè)距數(shù)據(jù),進(jìn)行集中式自主定軌試驗(yàn).首先給出了星間雙向測(cè)距數(shù)據(jù)的處理流程和數(shù)學(xué)模型,并分析了星間雙向測(cè)距數(shù)據(jù)的測(cè)量特性.結(jié)果表明星間雙向測(cè)距數(shù)據(jù)是一種高精度的距離測(cè)量.將星間雙向測(cè)距數(shù)據(jù)用于定軌處理,殘差標(biāo)準(zhǔn)差小于1 0 cm,均值好于1.0 cm,解算的設(shè)備零值穩(wěn)定度好于0.2 ns.分別利用重疊弧段比較、用戶等效距離誤差評(píng)估和激光殘差等方式評(píng)估了自主定軌的精度.結(jié)果表明,在一個(gè)地面錨固站支持下,自主定軌得到的衛(wèi)星軌道徑向重疊弧段互差優(yōu)于6 cm,預(yù)報(bào)2 4 h徑向重疊弧段互差優(yōu)于1 0 cm.2 4 h預(yù)報(bào)軌道用戶等效距離誤差為0.4 3 m,優(yōu)于L波段預(yù)報(bào)軌道的0.76 m,激光殘差優(yōu)于1 0 cm.星間鏈路對(duì)地觀測(cè)為自主定軌提供空間基準(zhǔn),避免星座的整體旋轉(zhuǎn).本文討論對(duì)地測(cè)量時(shí)長(zhǎng)對(duì)自主定軌的影響.結(jié)果表明即使星間鏈路對(duì)地觀測(cè)的截止高度角為60°,自主定軌結(jié)果和2 4 h預(yù)報(bào)軌道徑向誤差優(yōu)于10 cm,三維位置優(yōu)于1.5 m.
[Abstract]:Autonomous orbit determination is an important task of navigation satellite autonomous navigation, which refers to the situation that the ground operation control system is not available. Using intersatellite ranging to maintain the autonomous update of the ephemeris of the navigation system. This paper uses the Ka-band two-way ranging data from the Beidou new generation navigation test satellite. The centralized autonomous orbit determination experiment is carried out. Firstly, the processing flow and mathematical model of intersatellite bidirectional ranging data are given. The measurement characteristics of intersatellite bidirectional ranging data are analyzed. The results show that the intersatellite bidirectional ranging data is a kind of high precision distance measurement. The intersatellite bidirectional ranging data is used for orbit determination. The standard deviation of the residual error is less than 10 cm, the mean value is better than 1.0 cm, and the stability of the zero value of the calculated equipment is better than 0.2 NS. The accuracy of autonomous orbit determination is evaluated by the user equivalent distance error evaluation and laser residuals. The results show that the system is supported by a ground anchoring station. The radial overlap arc error of satellite orbit obtained by autonomous orbit determination is better than that of 6 cm. The prediction of 24 h radial overlapping arc cross difference is better than 10 cm.2 4 h prediction orbit user equivalent distance error is 0.43 m, better than L band prediction track 0.76 m. The laser residual error is better than 10 cm. The intersatellite link provides a space reference for autonomous orbit determination. To avoid the global rotation of the constellation, this paper discusses the influence of the length of the earth survey time on the autonomous orbit determination. The results show that even if the cut-off altitude angle of the intersatellite link to Earth observation is 60 擄. The radial error of autonomous orbit determination and 24 h prediction is better than 10 cm, and the 3D position is better than 1.5 m.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái);中國(guó)科學(xué)院大學(xué);上海市定位與導(dǎo)航重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心;信息工程大學(xué)地理空間信息學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):41574029,11203059,41204022) 中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)(編號(hào):2016242)資助
【分類(lèi)號(hào)】：TN967.1
【正文快照】： 引用格式:唐成盼,胡小工,周善石,等.利用星間雙向測(cè)距數(shù)據(jù)進(jìn)行北斗衛(wèi)星集中式自主定軌的初步結(jié)果分析.中國(guó)科學(xué):物理學(xué)力學(xué)天文學(xué),2 0 1 7,4 7:0 2 9 5 0 1T a n g C P,H u X G,Z h o u S S,e t a l.C e n t r a l i z e d a u t o n o m o u s o r b i t d e t e r m i n a t

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張社欣;韓健;劉國(guó)芳;;基于星間測(cè)距的導(dǎo)航星座自主定軌研究[J];全球定位系統(tǒng);2008年02期

2 吳統(tǒng)一;;應(yīng)用GAMIT軟件實(shí)現(xiàn)高精度GPS定軌[J];價(jià)值工程;2013年06期

3 李強(qiáng);郭福成;周一宇;;基于角度和頻率信息的衛(wèi)星被動(dòng)定軌方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2007年03期

4 谷德峰;易東云;;星載GPS非差運(yùn)動(dòng)學(xué)定軌中的觀測(cè)數(shù)據(jù)加權(quán)策略研究[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);2011年05期

5 王炯琦;周海銀;吳翊;趙德勇;;基于模型概率的多模型融合定軌建模及仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2008年17期

6 張婷;王磊;楊小偉;;星載GPS輔助低軌衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)學(xué)定軌方法綜述[J];現(xiàn)代導(dǎo)航;2013年02期

7 趙德勇;周海銀;王正明;;聯(lián)合定軌非線性模型估值的偏差修正算法[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2007年16期

8 吳志華;丁楊斌;申功勛;;星載GPS低軌衛(wèi)星定軌算法仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2010年08期

9 楊遵龍;董緒榮;李曉宇;;基于星間星地鏈路的整網(wǎng)批處理定軌算法仿真研究[J];全球定位系統(tǒng);2013年01期

10 景月娟;張會(huì)彥;喬榮川;;衛(wèi)星定軌軟件的移植與測(cè)試分析[J];時(shí)間頻率學(xué)報(bào);2010年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 趙春梅;程鵬飛;;基于偽隨機(jī)脈沖估計(jì)的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)衛(wèi)星定軌方法[A];中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 蘇牡丹;鄭勇;杜蘭;;跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)及其定軌方式[A];中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

3 劉基余;;航天器定軌的新進(jìn)展與建議[A];中國(guó)航海學(xué)會(huì)船舶機(jī)電與通信導(dǎo)航專業(yè)委員會(huì)2002年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（通信導(dǎo)航分冊(cè)）[C];2002年

4 秦顯平;楊元喜;焦文海;王剛;吳顯兵;;兩種觀測(cè)技術(shù)綜合定軌的初步探討[A];全國(guó)測(cè)繪與地理信息技術(shù)研討交流會(huì)專輯[C];2003年

5 龔曉穎;李征航;張衛(wèi)星;屈小川;;導(dǎo)航衛(wèi)星星地聯(lián)合定軌研究[A];中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

6 李征航;張衛(wèi)星;龔曉穎;屈小川;;導(dǎo)航衛(wèi)星自主定軌時(shí)軌道機(jī)動(dòng)問(wèn)題的處理方法[A];中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

7 劉基余;;“嫦娥”衛(wèi)星繞月飛行的星載激光定軌法[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第二屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

8 劉利生;劉元;;偽距和載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)融合精確定軌方法[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十九次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2006年

9 朱秀英;王麗輝;;基于星載GPS雙頻P碼的低軌衛(wèi)星簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)定軌研究[A];山東省測(cè)繪學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

10 路余;杜蘭;張中凱;周佩元;;考慮系統(tǒng)差的GEO衛(wèi)星定軌協(xié)方差分析[A];第五屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)論文集-S3 精密定軌與精密定位[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 張穎;“海洋二號(hào)”衛(wèi)星完成對(duì)地定向[N];中國(guó)海洋報(bào);2011年

2 劉基余;衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)對(duì)我國(guó)測(cè)繪業(yè)的影響[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張睿;BDS精密定軌關(guān)鍵技術(shù)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

2 吳江飛;星載GPS衛(wèi)星定軌中若干問(wèn)題的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海天文臺(tái)）;2006年

3 王甫紅;星載GPS自主定軌理論及其軟件實(shí)現(xiàn)[D];武漢大學(xué);2006年

4 趙德勇;衛(wèi)星聯(lián)合定軌的參數(shù)化信息融合技術(shù)及應(yīng)用[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

5 秦顯平;星載GPS低軌衛(wèi)星定軌理論及方法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

6 呂從民;星載GPS實(shí)時(shí)定軌方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2004年

7 苗贏;星載GPS技術(shù)在航天器編隊(duì)定軌中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 吳順華;基于空頻域信息的單星對(duì)星無(wú)源定軌與跟蹤關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

9 黃波;星間測(cè)距與導(dǎo)航衛(wèi)星自主定軌研究[D];華中科技大學(xué);2011年

10 李杰;火星探測(cè)器行星際定軌研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張超然;基于星間鏈路的導(dǎo)航星座整網(wǎng)自主定軌技術(shù)研究邐[D];電子科技大學(xué);2014年

2 劉鵬;基于天基探測(cè)器的月球衛(wèi)星定軌問(wèn)題[D];南京大學(xué);2014年

3 馬焱;X射線脈沖星單星航天器定軌算法[D];西安電子科技大學(xué);2014年

4 付偉達(dá);編隊(duì)飛行衛(wèi)星GPS定軌的研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 祖安然;BDS多星定軌卡爾曼濾波算法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2015年

6 張博;衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星地/星間鏈路聯(lián)合定軌方法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2015年

7 李興國(guó);天基光學(xué)觀測(cè)的近地天體定軌與跟蹤方法研究[D];北京理工大學(xué);2016年

8 彭小強(qiáng);基于DOP值的定軌測(cè)站優(yōu)選方法研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

9 謝友方;導(dǎo)航星座自主定軌的自適應(yīng)處理與基準(zhǔn)問(wèn)題研究[D];湖南大學(xué);2016年

10 郭振華;約化動(dòng)力學(xué)定軌理論與實(shí)踐[D];山東理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1452977