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《有關(guān)衛(wèi)星星歷及誤差的認識》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、有關(guān)衛(wèi)星星歷及誤差的認識衛(wèi)星星歷:又稱為兩行軌道數(shù)據(jù)(TLE,Two-LineOrbitalElement),由美國celestrak發(fā)明創(chuàng)立。衛(wèi)星星歷是用于描述太空飛行體位置和速度的表達式———兩行式軌道數(shù)據(jù)系統(tǒng)。衛(wèi)星、航天器或飛行體一旦進入太空,即被列入NORAD衛(wèi)星星歷編號目錄。列入NORAD衛(wèi)星星歷編號目錄的太空飛行體將被終生跟蹤。衛(wèi)星、火箭殘骸等飛行體成為太空垃圾時,仍被列入NORAD衛(wèi)星編號目錄,直到目標消失。衛(wèi)星星歷以開普勒定律的6個軌道參數(shù)之間的數(shù)學關(guān)系確定飛行體的時間、坐標、方位、速度等各項參數(shù),具有極高的精度。衛(wèi)星星歷能精確計算、預(yù)測、描繪、跟蹤衛(wèi)星、飛行體的時間、
2、位置、速度等運行狀態(tài);能表達天體、衛(wèi)星、航天器、導彈、太空垃圾等飛行體的精確參數(shù);能將飛行體置于三維的空間;用時間立體描繪天體的過去、現(xiàn)在和將來。衛(wèi)星星歷的時間按世界標準時間(UTC)計算。衛(wèi)星星歷定時更新。衛(wèi)星星歷可應(yīng)用于軍事、天文、航天、航天器的預(yù)測、定位、軌道、跟蹤、測量和太空垃圾的計算、預(yù)測、描繪、跟蹤。衛(wèi)星星歷誤差:由星歷所計算得到的衛(wèi)星的空間位置與實際位置之差稱為衛(wèi)星星歷誤差。衛(wèi)星星歷是由地面監(jiān)控站跟蹤監(jiān)測衛(wèi)星求定的。由于衛(wèi)星運行中要受到多種攝動力的復(fù)雜影響,而通過地面監(jiān)控站又難以充分可靠地測定這些作用力或掌握其作用規(guī)律,因此在星歷預(yù)報時會產(chǎn)生較大的誤差。在一個觀測時間段內(nèi)
3、,星歷誤差屬于系統(tǒng)誤差,是一種起算數(shù)據(jù)誤差。它不僅嚴重影響單點定位的精度,也是精密相對定位的重要誤差來源。星歷誤差可以近似地認為基線的相對精度近似地等于星歷的相對精度(星歷誤差與高度20200km之比).但嚴格而言,星歷誤差對基線的影響與衛(wèi)星和基線的相對幾何分布有關(guān),很難具體估計其大小,當觀測衛(wèi)星數(shù)多于4顆時,星歷誤差的影響將大大地減小。廣播星歷和精密星歷衛(wèi)星星歷是GPS衛(wèi)星定位中的重要數(shù)據(jù)。由衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星的實際位置之差稱為衛(wèi)星星歷誤差。GPS衛(wèi)星的廣播星歷是由全球定位系統(tǒng)的地面控制部分所確定和提供的,經(jīng)GPS衛(wèi)星向全球所有用戶公開播發(fā)的一種預(yù)報星歷,其精度較差。SA
4、政策取消后,廣播星歷所給出的衛(wèi)星的點位中誤差為5~7m。二.GPS衛(wèi)星的廣播星歷及其誤差廣播星歷是定位衛(wèi)星發(fā)播的無線電信號上載有預(yù)報一定時間內(nèi)衛(wèi)星根數(shù)的電文信息。廣播星歷的精度是極不穩(wěn)定的,它受星歷年齡、軌道是否調(diào)整、是否處于地球和月亮的陰影區(qū)等很多對用戶而言是偶然因素的影響,即使設(shè)有SA政策,廣播星歷也可能會差于1(Xhn,多觀測一些衛(wèi)星能提高精度。在求解CPS衛(wèi)星軌道時,廣播星歷只起確定初值的作用,lOOm的精度完全足夠了。但衛(wèi)星運動力模型的誤差將引起定出軌道的周期誤差,在長距離定位時一般應(yīng)采用精密星歷或同時定軌。廣播星歷誤差是當前GPS定位的重要誤差來源之一。美國SA政策取消后,
5、GPS衛(wèi)星的廣播星歷誤差對GPS單點以及對事后載波相位差分GPS數(shù)據(jù)精度的影響程度究竟如何,在缺乏數(shù)據(jù)的情況下只能依據(jù)相關(guān)資料所提供的估計值,通過理論分析和事后數(shù)據(jù)處理的方法對廣播星歷誤差影響GPS單點及事后載波相位雙差定位精度的程度展開研究。三.精密星歷精密星歷供衛(wèi)星精密定位所使用的衛(wèi)星軌道信息。精密星歷是由若干衛(wèi)星跟蹤站的觀測數(shù)據(jù),經(jīng)事后處理算得的供衛(wèi)星精密定位等使用的衛(wèi)星軌道信息。精密星歷是為滿足大地測量、地球動力學研究等精密應(yīng)用領(lǐng)域的需要而研制、生產(chǎn)的一種高精度的事后星歷。目前的GPS精密星歷主要有兩種:由美國國防制圖局(DMA)生產(chǎn)的精密星歷以及由國際GPS服務(wù)IGS(Int
6、ernationalGPSServ-ice)生產(chǎn)的精密星歷。前者的星歷精度約為2cm,后者的星歷精度約為5cm。采用精密星歷時應(yīng)該注意,各個GPS資料處理中心提供的精密星歷盡管在數(shù)值上很接近,但由于各自采用的衛(wèi)星運動力模型不一致,可能會對基線解算產(chǎn)生系統(tǒng)性的差異.四.有關(guān)星歷誤差分析及其改正GPS廣播星歷的軌道誤差分析衛(wèi)星星歷是衛(wèi)星定位的前提和基礎(chǔ),其軌道精度的好壞將直接影響定位的精度和結(jié)果。GPS廣播星歷雖然精度較精密星歷低,但因為其具有實時、易獲取的特點,已被眾多實時導航和定位用戶所廣泛使用。DavidL.M.Warren、JohnF.Raquet對1993年到2002年期間的GP
7、S廣播星歷的軌道精度情況進行了分析,得到了一些有益的結(jié)論。2002年,為了提高GPS的定位精度,NGA(NationalGeospatial-IntelligenceAgency)將AII的一些改進成果應(yīng)用到主控站上,由NGA與JPO支持的這項計劃最終成功實行,即L-AII(LegacyAccuracyImprovementInitiative)計劃,它主要包括[4]:①將NGA觀測站對GPS衛(wèi)星進行跟蹤觀測的數(shù)據(jù)添加到衛(wèi)星定軌、預(yù)報過程中,并