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SGP4/sdp4模型应用于水平式光电跟踪设备的卫星轨道预报

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仪器仪表学报 2013年第6期34卷 1406-1412页

作者：于洋郭立红李丹中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院研究生部北京100039

针对以往水平式光电跟踪设备卫星轨道预报算法在卫星过天顶时由于方位角速度很快,导致的轨道预报精度差的问题,本文提出了一种基于SGP4/sdp4模型计算水平式卫星预报数据的算法,该算法直接计算卫星相对于水平式测量设备的轨道预报数据,... 详细信息

针对以往水平式光电跟踪设备卫星轨道预报算法在卫星过天顶时由于方位角速度很快,导致的轨道预报精度差的问题,本文提出了一种基于SGP4/sdp4模型计算水平式卫星预报数据的算法,该算法直接计算卫星相对于水平式测量设备的轨道预报数据,相对于传统的先计算地平式设备的测站坐标,再进行坐标变换的算法,可有效地消除天顶引导误差。经过实验数据分析,其引导精度及稳定性可由4.5'提高到2.89″量级。可见,本文算法可有效地解决了卫星过天顶盲区的稳定跟踪问题,对高仰角卫星轨道预报具有更高的引导精度。

关键词： SGP4 sdp4模型卫星预报水平式

sdp4模型用于北斗导航卫星轨道预报的精度分析

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测绘地理信息 2017年第2期42卷 12-16页

作者：车通宇杨力张传定刘永王梦茹 61363部队陕西西安710054 信息工程大学河南郑州450001 61081部队北京100094

为了实现对北斗导航卫星的监测与跟踪,需要对其轨道进行预报。利用双行星历(TLE)采用sdp4模型对北斗导航系统的3类卫星(GEO、IGSO、MEO)进行轨道预报,并对比了Trimble公司的接收机历书星历和HPOP高精度轨道外推模型预报出的星历,采用GF... 详细信息

为了实现对北斗导航卫星的监测与跟踪,需要对其轨道进行预报。利用双行星历(TLE)采用sdp4模型对北斗导航系统的3类卫星(GEO、IGSO、MEO)进行轨道预报,并对比了Trimble公司的接收机历书星历和HPOP高精度轨道外推模型预报出的星历,采用GFZ公布的北斗精密星历对其预报精度进行了评估。分析表明,sdp4模型计算速度快,可以实现对于北斗导航卫星的轨道预报,满足跟踪和监测的精度要求,具有实用价值;该模型对于MEO卫星轨道预报效果最好,IGSO卫星次之,GEO卫星最差;3日以内的短期轨道预报可以采用历书星历或者HPOP外推模型预报的星历,但是3日以上轨道预报利用sdp4模型更好;对不同预报时间下的预报轨道可以使用的领域提出了建议。

关键词：轨道预报北斗导航系统 sdp4模型

基于sdp4模型的导航卫星仰角及方位角预报

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全球定位系统 2014年第3期39卷 44-48页

作者：余小游覃曼丽吴问其彭竞刘文祥湖南大学信息科学与工程学院湖南长沙410082 广州军区司令部动员部训装处广东广州510083 国防科学技术大学电子科学与工程学院卫星导航研发中心湖南长沙410073

地面站可控天线可以不借助接收机而直接监测导航卫星的信号质量,地面天线伺服系统根据卫星的实时位置计算出仰角及方位角来确定天线的指向。广播星历及历书等常用的计算卫星位置的方法虽误差较小,但其误差随时间迅速扩大,基于该问题,论... 详细信息

地面站可控天线可以不借助接收机而直接监测导航卫星的信号质量,地面天线伺服系统根据卫星的实时位置计算出仰角及方位角来确定天线的指向。广播星历及历书等常用的计算卫星位置的方法虽误差较小,但其误差随时间迅速扩大,基于该问题,论文论述了双行星历(TLE)结合sdp4模型进行卫星轨道预报方法,利用sdp4模型计算GPS导航卫星的实时位置并预报卫星的仰角及方位角,采用IGS事后精密星历对其角度预报误差进行了评估,同时,还将该方法的预报误差与广播星历、历书、STK高精度轨道预报等方法的预报误差进行了对比.实验结果表明:采用sdp4模型对导航卫星进行位置预报可满足误差要求,且时间有效性长、通用性好,具备实际应用价值。

关键词： sdp4模型双行星历(TLE) 卫星跟踪

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北斗卫星轨道预报模型对比

测绘科学 2015年第12期40卷 91-96页

作者：车通宇张传定杨力冯炜信息工程大学郑州450001 北京卫星导航中心北京100094 中国科学院测量与地球物理研究所武汉430070

针对关于北斗卫星轨道预报的研究远不如全球定位系统卫星的现状,该文基于双行星历的sdp4模型、基于高精度轨道外推模型、基于Bern光压模型的自编动力学模型等3种方法,对北斗导航系统的3类卫星(地球静止轨道卫星/倾斜地球同步轨道卫星/... 详细信息

针对关于北斗卫星轨道预报的研究远不如全球定位系统卫星的现状,该文基于双行星历的sdp4模型、基于高精度轨道外推模型、基于Bern光压模型的自编动力学模型等3种方法,对北斗导航系统的3类卫星(地球静止轨道卫星/倾斜地球同步轨道卫星/中地球轨道卫星)进行轨道预报;并对比了Trimble公司的接收机历书星历和德国地学中心发布的北斗精密星历对模型的预报精度,研究了不同模型的预报特点;最后对不同预报期下的预报轨道可以使用的领域提出了建议。

关键词： sdp4模型高精度轨道外推模型 BERN光压模型北斗导航系统轨道预报

基于窄波束天线的卫星导航信号测距性能评估技术研究

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基于窄波束天线的卫星导航信号测距性能评估技术研究

作者：覃曼丽湖南大学

学位级别：硕士

卫星导航系统实现授时测距和导航定位均是基于导航信号,导航信号质量反映了卫星的工作状态,也直接影响着各类导航应用。因此,导航信号质量监测成为了在轨测试、长期监测和系统现代化设计中的重要环节。目前,国内外导航信号质量监测的指... 详细信息

卫星导航系统实现授时测距和导航定位均是基于导航信号,导航信号质量反映了卫星的工作状态,也直接影响着各类导航应用。因此,导航信号质量监测成为了在轨测试、长期监测和系统现代化设计中的重要环节。目前,国内外导航信号质量监测的指标多沿用传统通信系统的指标,但导航信号有其自身的特性,最终是为用户提供定位、授时、测速等应用服务,用户应用性能是衡量卫星导航系统服务质量的根本要素,导航信号质量监测也应该紧扣用户应用性能。本文以此为背景,从导航信号质量监测的实际需求出发,对导航信号测距性能的相关问题进行了初步研究。具体的研究内容有:首先对导航信号测距方法和信号畸变对测距性能的影响进行了研究。首先给出了导航信号的结构特性以及各类信号调制方式。其次给出了导航信号的测距性能评估流程,介绍了传统的信号处理算法以及针对BOC(binary offset carrier)信号多峰特性而设计的几种跟踪算法,给出了测距性能的评估方法。最后,给出了信号畸变模型并评估了不同的信号畸变对BPSK(binary phase shift keying)信号、BOC信号及MBOC(multiplexed binary offset carrier)信号的测距性能的影响。其次对用于窄波束天线的卫星轨道预报方法进行了研究。在评估导航信号测距性能之前,为了避免多径和干扰的影响,需要借助窄波束天线对导航信号进行高载噪比接收,地面天线伺服系统预报卫星相对天线的实时仰角和方位角可实现窄波束天线对卫星的自动跟踪。本文给出了几种卫星轨道预报的方法,并对其角度预报精度进行了比较,实验结果表明,采用双行星历结合sdp4(simplified deep-space perturbations)模型进行轨道预报满足精度要求,且时间有效性长、通用性好,具备实际应用价值。再次,结合卫星轨道预报方法的研究成果实现了窄波束天线对导航卫星的实时跟踪。结合测距性能评估方法的研究成果对各个系统的在轨信号进行了测距性能评估。评估结果表明,在当前测试条件下,北斗系统B2频点和B3频点的测距性能较好。最后,对论文的研究成果和工程价值进行了总结,并对未来还需要研究或完善的方面进行了讨论。本文研究的内容可直接应用于导航信号源测试验证和在轨卫星信号质量实时监测,具有较大的工程价值。

关键词：信号质量监测信号畸变影响轨道预报 sdp4模型测距性能评估