编队飞行卫星GPS定轨的研究

摘要

编队飞行卫星是目前国内外航天领域重点研究的问题之一，因其飞行轨道距离很近，轨道精度需求高，依靠传统的无线电载波测量的定轨方法，已无法满足编队飞行卫星定轨的要求。随着航天技术的发展，国内外提出了基于GPS的编队飞行卫星定轨方案。
　　本文在研究编队飞行卫星相对运动规律的基础上，重点讨论了以典型的两颗卫星为代表的编队飞行卫星的GPS定轨问题。主要研究内容如下：
　　1.进行了编队飞行卫星GPS定轨设计，GPS为编队飞行卫星提提供厘米级相对定位位置信息，几十纳秒级的相对时差测量精度时间信息。
　　2.分析了基于GPS的绝对定位的误差。由分析可以得出，利用GPS定轨能够提供6cm高精度相对定轨测量精度指标，完全能够满足编队飞行卫星对相对时间精度要求。
　　3．设计了编队飞行卫星GPS定轨算法，该方法以位置或相对位置为参数建立状态方程，并采用卡尔曼滤波算法对绝对和相对定位滤波方程进行状态估计。
　　4．进行了卫星编队飞行GPS定轨的仿真系统设计。该仿真系统主要进行基于GPS模拟信号仿真，并将GPS仿真器输出的仿真值与理论值的比对和分析，得出误差结果。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 技术研究进展

1.3 本文主要工作

第二章 编队飞行卫星GPS定轨设计

2.1 编队飞行卫星运动模型

2.2 编队飞行轨道设计模型

2.3 编队飞行卫星相对位置模型

2.4 编队飞行卫星相对时间模型

2.5 本章小结

第三章 编队飞行卫星GPS定轨误差分析

3.1 编队飞行卫星环境要求

3.2 GPS定轨精度解算

3.3 GPS定轨误差模型

3.4 GPS相对时间精度解算

3.5 本章小结

第四章 编队飞行卫星GPS定轨算法

4.1 GPS相对定位测量算法

4.2 GPS绝对定位及RAIM算法

4.3 GPS双差相对定位算法

4.4 本章小结

第五章 编队飞行卫星GPS定轨仿真

5.1 GPS定轨仿真方案

5.2 GPS定轨仿真设计

5.3 GPS定轨仿真结果

5.4 本章小结

结束语

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果