关键词:
BDS
随机脉冲
太阳光压模型
姿态控制模式
精密定轨
摘要:
北斗卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)能够为全球用户提供高精度的定位、导航和授时服务,而高精度的导航卫星轨道产品是保证BDS实现精密服务的基础,因此,根据BDS自身特点和发展现状来进一步提高BDS卫星精密定轨精度显得尤为重要。BDS卫星的轨道精度随着动力学模型的完善和处理技术的进步而不断提高,但是与全球定位系统(Global Positioning System,GPS)卫星的轨道精度还存在着差距,这表明BDS卫星轨道精度有进一步提升的空间。因此,本文研究了不同光压模型、随机脉冲参数以及不同信号组合对BDS-2/3三类卫星精密定轨的影响。总体而言,本文主要的研究内容和结果如下:(1)分析和比较了太阳光压模型中常用的经验型光压模型,包括ECOM1、ECOM2-7与ECOM2-9。实验结果表明:当卫星处于非地影期时,BDS-2卫星采用ECOM1模型时的轨道精度最好,而BDS-3 MEO卫星使用两种ECOM2模型的轨道精度要略优于ECOM1,但三者精度相差不大;当卫星处于地影期时,BDS-3 IGSO卫星的轨道精度使用ECOM1的模型最好,除此之外,其余BDS卫星使用两种ECOM2模型时的外符合精度要明显高于ECOM1模型,同时,使用两种ECOM2模型的卫星轨道在切向与法向的内符合精度较ECOM1模型有20%~42%的提升。因此综合地影期和非地影期的实验结果,在进行BDS卫星数据处理时推荐选用ECOM2系列模型,其适用性更优。(2)利用在确定性卫星运动方程中加入随机脉冲参数的方法,探究未模型化摄动力对卫星轨道的影响。结果表明随机脉冲参数的加入使非地影期和地影期的BDS卫星在定轨时能较好地吸收未被模型化的误差,进而使BDS卫星的轨道精度得到不同程度的提高。其中,非地影期的BDS-2 GEO、IGSO、MEO以及BDS-3 MEO的定轨偏差分别由111.26 cm,10.66 cm,7.86 cm,6.71 cm减少到了105.64 cm,9.07 cm,6.7 cm,5.61 cm,定轨精度分别提高了5.1%,14.9%,14.8%,16.4%,地影期的卫星定轨精度提高了26.5%,并且相对于非地影期来说,随机脉冲参数的引入对地影期卫星的定轨精度改善更为显著。(3)分别采用过渡信号组合B1I&B3I和新信号组合B1C&B2a对BDS-3卫星进行精密定轨,通过与外部精密轨道产品比较的外符合精度以及轨道日边界不连续性分析的内符合精度对轨道结果进行精度检核。结果表明,除了非地影期的IGSO卫星是基于B1C&B2a解算出的轨道日边界不连续性偏差更小以外,非地影期的MEO卫星以及地影期的MEO、IGSO卫星的内符合精度和外符合精度都是基于B1I&B3I更优。该论文有图35幅,表12个,参考文献108篇。