星載gps精密定軌進展及其數(shù)學模型

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1、第２７卷第１期大地測量與地球動力學Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．１２００７年２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＤＥＳＹＡＮＤＧＥＯＤＹＮＡＭＩＣＳＦｅｂ．，２００７文章編號：１６７１５９４２（２００７）０１０１１２０７星載ＧＰＳ精密定軌進展及其數(shù)學模型１，３）２）１）鄭作亞黃!盧秀山?１）山東科技大學基礎地理信息與數(shù)字化技術重點實驗室，青島２６６５１０??２）中國科學院上海天文臺，上海２０００３０????３）香港理工大學土地測量及地理資訊學系香港?摘要在星載ＧＰＳ精密定軌原理基礎上進行了星載ＧＰＳ低軌衛(wèi)星定軌的函數(shù)模型和隨機模型的分析和探討，提出了定軌過程中線性組合、非差和

2、差分的函數(shù)模型形式，分析了不同函數(shù)模型的優(yōu)點和不足；根據(jù)定軌中的解算思路和計算模型，分別進行了一步法、兩步法、動力學法、減縮動力學法、幾何法和運動學法定軌的分析。關鍵詞星載ＧＰＳ精密定軌函數(shù)模型隨機模型半幾何半動力學定軌低軌（ＬＥＯ）衛(wèi)星中圖分類號：Ｐ２２７文獻標識碼：ＡＰＲＯＧＲＥＳＳＡＮＤＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＭＯＤＥＬＳＯＦＯＮＢＯＡＲＤＧＰＳＰＲＥＣＩＳＥＯＲＢＩＴＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ１，３）２）１）ＺｈｅｎｇＺｕｏｙａ，ＨｕａｎｇＣｈｅｎｇａｎｄＬｕＸｉｕｓｈａｎ?１）ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢａｓｅＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ

3、ａｎｄＤｉｇｉｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳＵＳＴ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５１０??２）ＳｈａｎｇｈａｉＡｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌＯｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，ＣＡＳ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０????３）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＬａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＧｅｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，ＨｏｎｇＫｏｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｏｎｇＫｏｎｇ?ＡｂｓｔｒａｃｔＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｏｎｂｏａｒｄＧＰＳｐｒｅｃｉｓｅｏｒｂｉｔｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（ＰＯＤ），ｈａｖｉｎｇａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄｆｕｎｃ

4、ｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌａｎｄｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｏｎｂｏａｒｄＧＰＳｌｏｗｅａｒｔｈｏｒｂｉｔ（ＬＥＯ）ｓａｔｅｌｌｉｔｅ，ｔｈｅｌｉｎｅａｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｚｅｒｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｍａｎｄｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｄｅａｓａｎｄｍｏｄｅｌｓｆｏｒｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｏｒｂｉｔｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ：ｏｎｅｓｔｅｐＰＯＤ，ｔ

5、ｗｏｓｔｅｐＰＯＤ，ｄｙｎａｍｉｃＰＯＤ，ｒｅｄｕｃｅｄｄｙｎａｍｉｃＰＯＤ，ｇｅｏｍｅｔｒｙＰＯＤａｎｄｋｉｎｅｍａｔｉｃＰＯＤａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｏｎｂｏａｒｄＧＰＳｇｅｏｍｅｔｒｙｄｙｎａｍｉｃＰＯＤｍｅｔｈｏｄａｎｄｉｔｓｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｏｎｂｏａｒｄＧＰＳ，ＰｒｅｃｉｓｅＯｒｂｉｔｅｒＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（ＰＯＤ），ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌ，ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｍｏｄｅｌ，ｇｅｏｍｅｔｒｙｄｙｎａｍｉｃＰＯＤ，ＬＥＯ（ｌｏｗｅａｒｔｈｏｒｂｉｔ）ｓａｔｅｌｌ

6、ｉｔｅ定軌精度也提出了更高的要求。到目前為止，定軌１引言精度已經(jīng)達到厘米級，甚至亞厘米級。而軌道測量人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功揭開了人類航天史的技術的發(fā)展為軌道動力學的研究、軌道精度的提高新篇章，隨著航天技術的發(fā)展和衛(wèi)星的廣泛應用，對奠定了基礎。就軌道動力學而言，主要集中在如下收稿日期：２００６０８３１基金項目：山東省泰山學者建設工程專項經(jīng)費；山東省基礎地理信息與數(shù)字化技術重點實驗室開放基金作者簡介：鄭作亞，男，１９７８年生，博士，主要從事ＧＰＳ定位與導航數(shù)據(jù)處理，空間飛行器精密定軌及其應用研究第１期鄭作亞等：星載ＧＰＳ精密定軌進展及其數(shù)學模型１１３幾種：１）數(shù)

7、學方法研究，如定軌所使用的統(tǒng)計學模３星載ＧＰＳ低軌衛(wèi)星定軌的數(shù)學模型，常用的有序貫處理方法和批處理方法；動力學方型程的積分方法，目前常用的有解析方法、數(shù)值方法和［２］３．１星載ＧＰＳ低軌衛(wèi)星定軌函數(shù)模型半解析半數(shù)值方法等；２）盡量完善的力學模型；３）１）基本觀測方程測軌系統(tǒng)誤差修正及預處理；４）定軌誤差分析方ＬＥＯ衛(wèi)星對ＧＰＳ衛(wèi)星觀測的相位觀測和偽距法。觀測基本方程分別為：在ＧＰＳ出現(xiàn)之前，軌道的測量主要通過光學望ＧＧｓＧｓＬＬＥＯ，ｉ＝ρＬＥＯ＋ｃ（δｔＬＥＯ＋δｔＬＥＯ，ｉ）－ｃ（δｔ＋δｔＧ，ｉ）－遠鏡、激光測距、多普勒測速和雷達測高等手段來實Ｇ現(xiàn)，但它們都

8、存在局限性