卫星质心误差对InSAR星间基线确定的影响及消除

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  高精度的星间基线是InSAR卫星编队技术得以广泛应用的重要前提.对1m精度的DEM产品而言,星间基线的精度须控制在1mm以内.目前,星间基线的高精度确定主要依靠基于星载GNSS测量的缩减动力学定轨技术.然而,轨道动力学模型的作用点是卫星质心,受轨道控制机动、卫星结构变形以及重力应力释放等因素的影响,卫星在轨运行期间的质心通常与地面标校的结果存在不一致.例如:TanDEM-X卫星入轨后的质心与地面标校值之间存在一个7mm的偏差,并且随着卫星燃料的逐渐消耗,质心偏差仍在不断变大,预计在卫星寿命末期质心偏差将达到10 cm.因此,卫星质心误差的影响必须在GNSS精密定轨中予以充分考虑,否则InSAR基线产品中可能存在明显的系统性偏差.本文首先通过仿真实验分析了R、T、N不同方向的质心误差对InSAR星间基线确定精度的影响.结果 表明:不同方向的质心偏移误差对GNSS定轨结果的影响差异显著.T/N方向的质心偏差会造成卫星定轨结果在T/N方向存在常值偏移,但对InSAR基线的确定并无影响;R方向的质心偏差经过轨道力学模型平滑后不再集中于R方向,并对InSAR基线的确定产生明显的系统偏差.进一步研究表明:仅利用星载GNSS观测数据,T/N方向的天线质心偏移误差无法在定轨过程中估计,而R方向的质心偏差可以估计.最后,针对不同方向质心偏移误差对定轨结果的影响差异,给出了卫星质心误差的建模消除策略,并通过仿真和实测数据验证了方法的有效性.
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