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基于加速度信息的导航卫星轨控期间自主定轨方法

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系统工程与电子技术 2014年第2期36卷 331-336页

作者：黄河周军刘莹莹王洋西北工业大学精确制导与控制研究所陕西西安710072

为了降低对地面测控站的依赖,提升导航卫星自身的自主运行能力具有重要意义。导航卫星在轨道控制期间,自主定轨误差将会产生重大偏差,为了能够快速恢复星历,提升导航系统的应用效率,针对导航卫星轨控期间的自主轨道确定技术进行了研究... 详细信息

为了降低对地面测控站的依赖,提升导航卫星自身的自主运行能力具有重要意义。导航卫星在轨道控制期间,自主定轨误差将会产生重大偏差,为了能够快速恢复星历,提升导航系统的应用效率,针对导航卫星轨控期间的自主轨道确定技术进行了研究。首先,在传统的天文导航的基础上引入了加速度信息,然后根据加速度计测量以及估计误差判断,选择合适的时机在轨控期间对估计误差方差阵进行重置。仿真结果表明,基于加速度信息的自适应导航滤波算法,能够有效降低导航误差收敛时间,同时降低估计误差峰值。

关键词：导航自主定轨自适应扩展Kalman滤波加速度导航卫星轨道机动

基于多目标模拟退火算法的导航卫星激光星间链路拓扑动态优化

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中国激光 2018年第7期45卷 211-222页

作者：董明佶林宝军刘迎春周黎莎中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院大学北京100049 中国科学院微小卫星创新研究院导航卫星研究所上海201203 上海科技大学信息科学与技术学院上海201203

根据激光星间链路的技术特点,并考虑导航卫星星间链路需兼顾通信、高精度测量与自主定轨的多重要求,研究了全球导航卫星系统(GNSS)激光星间链路拓扑的动态优化问题。采用有限状态自动机(FSA)思想建立了一种导航卫星激光星间链路的链路... 详细信息

根据激光星间链路的技术特点,并考虑导航卫星星间链路需兼顾通信、高精度测量与自主定轨的多重要求,研究了全球导航卫星系统(GNSS)激光星间链路拓扑的动态优化问题。采用有限状态自动机(FSA)思想建立了一种导航卫星激光星间链路的链路周期表。综合卫星平台、轨道动力学、激光终端捕获跟踪性能等工程约束条件,以网络时延和链路空间位置精度因子(PDOP)作为通信性能和高精度测量的量化指标,建立拓扑的多目标优化模型。提出一种基于多目标模拟退火算法(MOSA)的改进算法,求解全局最优拓扑结构,并在某卫星或某条激光链路不可用时进行动态优化。此外,还设计了一种避免冲突的链路交叉算法,改进了多源最小时延路由算法。仿真结果表明:在包括24颗MEO和3颗IGSO卫星的GNSS中,经该算法优化的拓扑结构具有良好的通信和测量性能,能够有效改善网络时延、PDOP值;当个别卫星或个别激光链路不可用时,改进算法计算出的拓扑结构仍能较好地兼顾高速通信与高精度测量性能。

关键词：光通信星间链路网络拓扑多目标优化导航卫星激光通信

利用SLR和GPS双频相位平滑伪距资料测定导航卫星钟差

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武汉大学学报（信息科学版） 2008年第3期33卷 237-240页

作者：路晓峰贾小林杨志强长安大学地质工程与测绘工程学院西安市710054 西安测绘研究所西安市710054

采用2002年10月的SLR和伪距实测数据计算GPS 35卫星的钟差,为了验证计算结果的精度,将本文计算的卫星钟差与IGS精密钟差进行了比较。结果表明,采用经过载波相位平滑伪距资料,可以明显提高综合利用SLR和伪距资料直接测定导航卫星的精度;... 详细信息

采用2002年10月的SLR和伪距实测数据计算GPS 35卫星的钟差,为了验证计算结果的精度,将本文计算的卫星钟差与IGS精密钟差进行了比较。结果表明,采用经过载波相位平滑伪距资料,可以明显提高综合利用SLR和伪距资料直接测定导航卫星的精度;综合利用SLR和GPS双频相位平滑伪距资料测定导航卫星钟差精度优于0.3 ns(1σ),测定的导航卫星钟差与实际钟差不存在系统差。

关键词：卫星激光测距导航卫星卫星钟差相位平滑伪距

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综合星间和地面测距数据的导航卫星联合定轨

武汉大学学报（信息科学版） 2010年第7期35卷 811-815页

作者：刘万科龚晓颖李征航王甫红武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079

简要地论述了基于星间测距数据和地面跟踪数据的导航卫星联合定轨中的观测模型、定轨软件及数据模拟方法等,在此基础上,基于自编的联合定轨软件进行了不同方案的模拟计算。结果表明,采用星地联合定轨模式,不仅可以获得很好的定轨精度,... 详细信息

简要地论述了基于星间测距数据和地面跟踪数据的导航卫星联合定轨中的观测模型、定轨软件及数据模拟方法等,在此基础上,基于自编的联合定轨软件进行了不同方案的模拟计算。结果表明,采用星地联合定轨模式,不仅可以获得很好的定轨精度,而且可大量减少地面跟踪站的布设数目以及降低对地面站的几何分布要求;地面跟踪站数量的增加及其地理分布的改善对提高联合定轨精度作用有限。

关键词：导航卫星联合定轨地面跟踪数据星间测距数据模拟计算

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导航卫星反射信号的海冰特征模拟与分析

海洋湖沼通报 2015年第4期 1-7页

作者：王炜高强吴彬贵天津市气象科学研究天津300074 天津市滨海新区气象局天津300480

预防在我国北方寒冷冬季发生的海冰灾害,需要加强海冰的监测能力。作者为了探讨导航卫星反射信号监测海冰的能力,依据导航卫星反射信号的电磁波理论,尝试性地用FORTRAN90语言开发了模拟海冰反射信号的软件工具。本软件能够分析不同介电... 详细信息

预防在我国北方寒冷冬季发生的海冰灾害,需要加强海冰的监测能力。作者为了探讨导航卫星反射信号监测海冰的能力,依据导航卫星反射信号的电磁波理论,尝试性地用FORTRAN90语言开发了模拟海冰反射信号的软件工具。本软件能够分析不同介电常数、不同介质厚度和不同卫星高度角下的海冰的反射信号特征。而且,为了验证模拟实验结果的可靠性,作者在天津海岸开展了1周的反射信号的海冰观测试验。通过观测实验和模拟结果对比分析,验证了反射信号模拟软件具有模拟海冰反射信号的能力。作者认为模拟软件可以用于解释观测试验数据的一些不确定性问题。

关键词：海冰导航卫星反射信号数值模拟特征

导航卫星镍钴铝酸锂电池组在轨自主管理及特性分析

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航天器工程 2020年第4期29卷 80-85页

作者：习成献孔陈杰李锐中国科学院微小卫星创新研究院上海201203

针对导航卫星寿命长,地影天数多且周期长的特点,分析并设计了镍钴铝酸锂(NCA)蓄电池组在轨自主管理系统,包括其充电管理、地影期管理、长光照搁置管理、均衡管理、热控管理和自主安全管理等,并成功运用在北斗导航MEO卫星上。通过详细的... 详细信息

针对导航卫星寿命长,地影天数多且周期长的特点,分析并设计了镍钴铝酸锂(NCA)蓄电池组在轨自主管理系统,包括其充电管理、地影期管理、长光照搁置管理、均衡管理、热控管理和自主安全管理等,并成功运用在北斗导航MEO卫星上。通过详细的在轨数据分析,验证了所设计系统的正确有效性,可为后续其他航天器锂离子蓄电池组的在轨自主管理技术提供参考。

关键词：导航卫星镍钴铝酸锂蓄电池在轨自主管理

潮汐摄动对导航卫星自主定轨中的星座整体旋转误差的影响分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2009年第12期34卷 1394-1398页

作者：刘万科李征航龚晓颖王甫红武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079

讨论了仅利用星间测距观测值进行导航卫星自主定轨时所遇到的星座整体旋转问题,分析了潮汐摄动对升交点赤经以及导航卫星自主定轨的影响。模拟计算结果表明,潮汐对自主定轨的切向和法向误差的影响较大,而且这种影响随着自主定轨时间的... 详细信息

讨论了仅利用星间测距观测值进行导航卫星自主定轨时所遇到的星座整体旋转问题,分析了潮汐摄动对升交点赤经以及导航卫星自主定轨的影响。模拟计算结果表明,潮汐对自主定轨的切向和法向误差的影响较大,而且这种影响随着自主定轨时间的增加会越来越大,在第110 d时,其影响可达4 m,由此指出了在高精度自主定轨中顾及潮汐摄动的必要性。

关键词：导航卫星自主定轨星座整体旋转潮汐摄动

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导航卫星遥测数据趋势预测技术研究

航天器工程 2017年第3期26卷 70-77页

作者：张弓翟君武杨海峰北京空间飞行器总体设计部北京100094 山东航天电子技术研究所山东烟台264670

介绍了基于遥测数据的趋势预测方法、基于物理模型的趋势预测方法和基于知识的趋势预测方法的适用对象和特点。文章对导航卫星遥测数据进行了分类,重点研究了基于遥测数据的趋势预测方法,给出了各类算法的适用性;并针对传统SumSin模型、... 详细信息

介绍了基于遥测数据的趋势预测方法、基于物理模型的趋势预测方法和基于知识的趋势预测方法的适用对象和特点。文章对导航卫星遥测数据进行了分类,重点研究了基于遥测数据的趋势预测方法,给出了各类算法的适用性;并针对传统SumSin模型、ARMA模型的局限,给出了改进措施和实现流程。最后搭建了验证系统,用于上述算法的验证和导航卫星参数的提前预警。

关键词：导航卫星遥测数据趋势预测

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导航卫星伪码与载波测距观测量偏差机理分析

航天器工程 2018年第4期27卷 67-73页

作者：皇甫松涛刘彬刘天雄谢军北京空间飞行器总体设计部北京100094

伪码测距和载波相位测距是卫星无线电导航系统定位、导航与授时(PNT)服务的两个基本观测量,文章针对国外文献所描述的北斗区域系统卫星在轨伪码测距测量值与载波相位观测量出现偏差,并且偏差随用户仰角发生规律性变化的异常现象,用伪码... 详细信息

伪码测距和载波相位测距是卫星无线电导航系统定位、导航与授时(PNT)服务的两个基本观测量,文章针对国外文献所描述的北斗区域系统卫星在轨伪码测距测量值与载波相位观测量出现偏差,并且偏差随用户仰角发生规律性变化的异常现象,用伪码测距测量偏差的方法开展了机理分析,建立了多径效应评估的数学模型。仿真结果表明:导航卫星有效载荷各天线阵元之间时延不一致会导致上述问题,当天线内外圈阵元之间时延差超过10ns时,会引发显著的伪码测距测量值偏离载波相位测量值的现象,当天线内外圈阵元之间时延差达到30ns时,仿真结果与国外文献观测结果高度一致。最后,给出避免此类问题的设计准则:在导航卫星有效载荷天线设计过程中,除了考虑天线阵元载波相位是否符合设计值,还要考虑各阵元间伪码相位的一致性;在后期测试过程中,天线内外圈阵元间时延一致性是必须检测的关键指标。

关键词：导航卫星伪码测距观测量载波相位观测量多径