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低低卫卫跟踪星间微波测距技术研究

低低卫卫跟踪星间微波测距技术研究

作者：王登峰西安电子科技大学

学位级别：硕士

GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）卫星采用星间K/Ka频段微波测距系统，使卫星之间的相对距离测量精度达到微米量级，展示了卫星跟踪卫星技术达到的最高技术水平，已成为其它国家的主要分析研究对象。在低低卫卫跟踪技... 详细信息

GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）卫星采用星间K/Ka频段微波测距系统，使卫星之间的相对距离测量精度达到微米量级，展示了卫星跟踪卫星技术达到的最高技术水平，已成为其它国家的主要分析研究对象。在低低卫卫跟踪技术模式重力测量卫星关键载荷的星间K频段微波测距系统中，参考频率源的相噪及频率稳定特性，将决定系统测量精度的可能极限。本文阐述了低低卫卫跟踪微波测距技术的测量原理，理论分析了频率源引起的微波测距系统测量误差，总结和比较了目前振荡器幂律谱噪声的三类时域仿真建模方法的优缺点，提出了非平稳的、具有尺度不变性的且易于操作的基于离散型式的分数阶积分的幂律谱建模方法。在此基础上，建立了微波测距系统仿真模型，仿真验证了双向单程测距体制抵消部分长期和中期的星上振荡器噪声这一理论;并就相噪谱密度不同频段对测量误差的影响，以及不同测距精度对相噪水平要求进行了仿真分析。该结果对合理提出对于达到微米级测距精度，振荡器所需要的稳定度和相位噪声的最低技术指标，提供了理论依据。论文最后提出了具体的低低卫卫跟踪微波测距系统工程实现方案。通过工程实现，获得了具体的实验测试数据，实验结果验证了本文提出的微波测距系统工程方案的可行性和仿真分析结论的合理性。

关键词：低低卫卫跟踪微波测距仪超稳定振荡器幂律谱模型相位噪声

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低低重力卫星KBR和ACC噪声敏感度分析

海洋测绘 2024年第2期44卷 1-4页

作者：黄令勇任飞龙陈秋杰朱雷鸣孙阳地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安航天天绘数据技术有限公司陕西西安710054 航天恒星科技有限公司北京100086 同济大学测绘与地理信息学院上海200092

利用低低卫卫跟踪观测数据所解算的时变重力场是探测分析全球质量变化迁移的重要手段。利用一个月的低低跟踪模式卫星仿真观测数据,分析了星间距离变率误差和加速度计误差对重力场模型解算精度的影响。结果表明:以3×10^(-10)m/s^(2)的... 详细信息

利用低低卫卫跟踪观测数据所解算的时变重力场是探测分析全球质量变化迁移的重要手段。利用一个月的低低跟踪模式卫星仿真观测数据,分析了星间距离变率误差和加速度计误差对重力场模型解算精度的影响。结果表明:以3×10^(-10)m/s^(2)的加速度计观测误差和5×10^(-7)m/s的距离变率观测误差为基准,当加速度计误差增大一个量级时,截断至120阶次重力异常累积阶误差为3.39mGal;当星间距离变率误差增大一个量级时,截断至120阶次的重力异常累积阶误差为12.39mGal,远大于参考设计指标2mGal。通过比较分析可以说明,星间距离变率误差比加速度计误差对重力场模型精度影响更为敏感,这对低低跟踪体制重力卫星设计、重力卫星下传数据预处理有重要参考意义。

关键词：重力卫星低低卫卫跟踪星间距离变率加速度计敏感度分析

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用GRACE星间速度恢复地球重力场

测绘学报 2007年第1期36卷 19-25页

作者：肖云夏哲仁王兴涛西安测绘研究所陕西西安710054

本文首先给出了用星间速度恢复地球重力场的数学模型,然后用GRACE卫星30天的星间速度观测值计算了一个100阶的地球重力场模型DQM2006S2。为了对这一模型的精度进行评述,将它与EGM 96,EIGEN-CHAMP03S和GGM01S3个地球重力场模型作了比较,... 详细信息

本文首先给出了用星间速度恢复地球重力场的数学模型,然后用GRACE卫星30天的星间速度观测值计算了一个100阶的地球重力场模型DQM2006S2。为了对这一模型的精度进行评述,将它与EGM 96,EIGEN-CHAMP03S和GGM01S3个地球重力场模型作了比较,并用这一模型计算了高程异常与GPS/水准实际观测值进行了比较,结果表明:DQM2006S2模型精度优于EGM 96和EIGEN-CHAMP03S模型精度,但是不及GGM01S模型精度。精度不及GGM01S的原因是GGM01S模型使用了111天的星间速度数据,其数据量约为DQM2006S2模型使用数据量的4倍。

关键词：卫星重力测量重力场恢复 GRACE 低低卫卫跟踪

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重力卫星空间扰动引力谱分析与轨道设计

测绘科学与工程 2013年第1期33卷 21-26页

作者：肖云庞振兴刘晓刚地理信息工程国家重点实验室陕西西安 710054 西安测绘研究所陕西西安 710054

重力卫星轨道因素对于卫星重力测量系统性能具有决定性作用，因此卫星轨道设计具有重要意义，是卫星重力测量系统设计重要内容之一。空间扰动引力谱特性是重力卫星轨道设计的理论基础，因此在轨道设计前须对空间扰动引力谱特性进行详细... 详细信息

重力卫星轨道因素对于卫星重力测量系统性能具有决定性作用，因此卫星轨道设计具有重要意义，是卫星重力测量系统设计重要内容之一。空间扰动引力谱特性是重力卫星轨道设计的理论基础，因此在轨道设计前须对空间扰动引力谱特性进行详细研究。本文给出空间引力谱表达式，采用数值方法分析了空间扰动引力谱垂直分布特性和水平分布特性；基于空间引力谱特性、系统指标和加速度计噪声水平设计了重力卫星轨道高度、卫星间距离和卫星倾角几个关键轨道参数。结果表明：重力卫星轨道高度450km、两颗卫星间球心角距2°和轨道倾角90°较为合适。

关键词：卫星重力测量空间扰动引力轨道设计低低卫卫跟踪

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下一代高精度卫星重力测量技术研究

上海航天 2016年第6期33卷 102-108页

作者：廖鹤祝竺赵艳彬李洪银上海卫星工程研究所上海201109 华中科技大学物理学院湖北武汉430074 华中科技大学地球物理研究所湖北武汉430074

以下一代高精度卫星重力测量为背景,针对低低卫卫跟踪模式与卫星重力梯度测量模式,论述了下一代低低卫卫跟踪和下一代重力梯度测量卫星方案。下一代低低卫卫跟踪重力卫星采用纳米级星间激光测距替代原微波测距,同时降低轨道高度以提高... 详细信息

以下一代高精度卫星重力测量为背景,针对低低卫卫跟踪模式与卫星重力梯度测量模式,论述了下一代低低卫卫跟踪和下一代重力梯度测量卫星方案。下一代低低卫卫跟踪重力卫星采用纳米级星间激光测距替代原微波测距,同时降低轨道高度以提高重力场敏感度。下一代重力梯度测量卫星采用原子干涉重力梯度仪替代静电重力梯度仪,原子干涉重力梯度仪在空间有超高的潜在灵敏度,可进一步提高卫星重力梯度测量的精度。同时,突破现有牛顿力学框架下的卫星重力测量技术,提出了基于广义相对论引力钟慢效应的卫星重力测量技术概念,卫星遍历地球周围空间时,通过测量星上时钟频率变化获取全球重力分布。仿真结果表明:三种新型高精度卫星重力测量技术可恢复200~305阶的全球重力场模型。

关键词：地球重力场卫星重力测量低低卫卫跟踪卫星重力梯度测量激光测距原子干涉引力钟慢效应

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重力卫星的KBR天线偏心改正计算

测绘科学与工程 2012年第3期32卷 1-3,8页

作者：肖云庞振业刘晓刚地理信息工程国家重点实验室副研究员

本文详细研究了重力卫星偏心改正问题，建立了偏心改正数学模型，并用GRACE卫星数掂验证了该模型的有效性和可靠性。处理3天数据结果表明，利用该模型计算得到的偏心改正与国际公布的参考值比较，标准差在6微米范围内，且各天结果均具... 详细信息

本文详细研究了重力卫星偏心改正问题，建立了偏心改正数学模型，并用GRACE卫星数掂验证了该模型的有效性和可靠性。处理3天数据结果表明，利用该模型计算得到的偏心改正与国际公布的参考值比较，标准差在6微米范围内，且各天结果均具有较好的一致性。

关键词：卫星重力测量重力场恢复 GRACE 低低卫卫跟踪

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卫星重力学研讨会在武汉召开

自然科学进展 2002年第1期 38-38页

作者：于晟

卫星重力学是继全球定位系统(GPS)之后大地测量学的又一重大进展,也是今后大地测量和地球物理的热点和前沿。

关键词：地球重力场引力场卫星重力学低低卫卫跟踪大地水准面大地测量学测地学研讨会武汉湖北

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卫星测量重力场能力仿真分析

测绘科学与工程 2017年第1期37卷 1-4页

作者：肖云刘晓刚王云鹏王丽兵宋勇西安测绘研究所陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 西安航天天绘数据技术有限公司陕西西安710054

卫星重力反演地球重力场的能力受到卫星轨道高度、数据覆盖率、数据空间分辨率、载荷测量精度等因素影响，除此以外，数学模型的完备性、时空基准一致性、算法的精确性等也会限制重力场测量精度。本文从空间扰动重力数据出发，分析轨道... 详细信息

卫星重力反演地球重力场的能力受到卫星轨道高度、数据覆盖率、数据空间分辨率、载荷测量精度等因素影响，除此以外，数学模型的完备性、时空基准一致性、算法的精确性等也会限制重力场测量精度。本文从空间扰动重力数据出发，分析轨道高度、数据分辨率、倾角、测量误差等因素影响重力场恢复能力的规律，通过回避模型误差、算法误差、基准统一误差等因素的影响，更好地揭示重力场测量卫星的潜能。结果表明，在轨道高度500km的条件下，基于扰动重力数据反演地球重力场最高阶为200—210。为充分发挥重力测量卫星的效能，根据需求应尽量选择300—400km的轨道，倾角大于88°，空间数据分辨率优于100km。

关键词：卫星重力测量重力场恢复指标论证低低卫卫跟踪