基于DORIS系统的卫星精密定轨与ERP参数解算

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DORIS技术以其全天候、周期短、数据多等优点成为国内外卫星导航定位领域的研究开发的热点。本文以DORIS系统为基础,采用动力学定轨和批处理算法,研究了卫星相位中心偏差、对流层延迟、重力场模型等因素对定轨精度的影响程度,并利用 DORIS数据基于平均距离变化率的测量模型实现了 ERP参数的解算。  本文的主要研究内容及所得结论如下:  (1)卫星相位中心偏差对定轨精度的影响  将利用 DORIS数据中的修正值进行相位中心偏差修正和使用固定矢量模型进行相位中心偏差修正两种方案获得的定轨结果进行比较,结果表明:利用所得数据中的修正值进行相位中心偏差修正,获得的定轨精度要优于使用固定矢量模型进行相位中心偏差修正的定轨精度。因此在使用 DORIS2.0格式数据进行精密定轨时,可优先选择使用数据中提供的修正值进行卫星相位中心修正。(2)重力场模型对DORIS定轨精度的影响  主要分析了 JGM-3、GGM02C、EGM96、EGM-2008、EIGEN-GL04C和ITUGRACE-16重力场模型在展开到40、50、60、70、80和90阶次的情况下对于 Jason-2卫星的定轨结果。结果表明:在相同的展开阶次下,采用ITUGRACE-16重力场模型所获得的定轨精度最好;在同一重力场模型的不同展开阶次中,上述几种重力场模型对于JASON-2卫星的定轨精度在50阶次达到最好。  (3)对流层延迟修正对定轨精度的影响  对比分析了利用数据中的对流层延迟修正值和使用 Saastamoinen大气模型改正对流层延迟的定轨精度,结果表明:利用数据中的对流层折射修正值进行对流层延迟修正所得到的定轨结果较差,而利用 Saastamoinen模型进行对流层修正结果则满足海洋测高卫星定轨精度的需求,因此在利用DORIS技术进行精密定轨时,推荐使用相应的对流层模型进行对流层延迟修正。  (4)ERP参数的解算  以平均距离变化率观测方程为基础,以解算 ERP参数的理论模型为依据,基于动力学定轨原理与批处理算法,编写了 ERP参数解算软件,实现了利用DORIS数据解算ERP参数。为了验证定轨过程中轨道精度和ERP参数解算精度的关系,采用优化后的定轨方案分别利用DORIS2.0和DORIS3.0格式数据进行了ERP参数的解算。结果表明,定轨精度与ERP参数解算精度成正比关系,要提高ERP参数的解算精度可以从选择更加优化的定轨策略入手。
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