對地觀測衛(wèi)星定軌技術(shù)及應(yīng)用
本書簡要介紹了對地觀測衛(wèi)星的發(fā)展、衛(wèi)星定軌的主要技術(shù)和典型衛(wèi)星基本情況；闡述了時(shí)空基準(zhǔn)的基本概念、常用的時(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)；論述了衛(wèi)星定軌的基本理論和方法；針對具體的定軌技術(shù)和手段，詳細(xì)分析了衛(wèi)星激光測距(SLR)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)、多普勒無線電定位系統(tǒng)(DORIS)三種定軌技術(shù)的定軌原理，分析了影響定軌精度的因素，給出了詳細(xì)的定軌策略。結(jié)合不同高度、不同類型的衛(wèi)星定軌實(shí)例，闡明了定軌的基本流程、關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法，各章具有一定的獨(dú)立性和完整性，便于單獨(dú)查閱。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 對地觀測衛(wèi)星 1
1.1.1 導(dǎo)航衛(wèi)星 1
1.1.2 測高衛(wèi)星 2
1.1.3 重力衛(wèi)星 3
1.1.4 地球資源衛(wèi)星 3
1.1.5 地球動(dòng)力學(xué)衛(wèi)星 4
1.2 對地觀測衛(wèi)星定軌技術(shù) 4
1.2.1 SLR技術(shù) 4
1.2.2 DORIS技術(shù) 6
1.2.3 GNSS技術(shù) 7
1.3 定軌試驗(yàn)衛(wèi)星概況 8
1.3.1 Lageos衛(wèi)星 8
1.3.2 Ajisai衛(wèi)星 9
1.3.3 Jason衛(wèi)星 10
1.3.4 HY-2衛(wèi)星 11
1.3.5 ZY3衛(wèi)星 12
1.3.6 FY-3衛(wèi)星 12
參考文獻(xiàn) 13
第2章 衛(wèi)星定軌時(shí)空基準(zhǔn) 14
2.1 時(shí)空基本概念 14
2.1.1 時(shí)刻與時(shí)間間隔 14
2.1.2 時(shí)間基準(zhǔn) 14
2.1.3 天球 14
2.1.4 歲差 16
2.1.5 章動(dòng) 17
2.1.6 極移 18
2.2 時(shí)間系統(tǒng) 19
2.2.1 世界時(shí) 19
2.2.2 原子時(shí) 20
2.2.3 力學(xué)時(shí) 20
2.2.4 協(xié)調(diào)世界時(shí) 21
2.2.5 GNSS時(shí)間系統(tǒng) 21
2.2.6 歷元表示 22
2.3 坐標(biāo)系統(tǒng) 23
2.3.1 天球坐標(biāo)系 23
2.3.2 地球坐標(biāo)系 24
2.3.3 軌道坐標(biāo)系 25
2.3.4 衛(wèi)星坐標(biāo)系 27
2.3.5 RTN坐標(biāo)系 27
2.3.6 測站坐標(biāo)系 27
參考文獻(xiàn) 28
第3章 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方程及定軌方法 29
3.1 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方程 29
3.2 衛(wèi)星受力分析 30
3.2.1 二體問題作用力 30
3.2.2 N體攝動(dòng) 30
3.2.3 地球引力位系數(shù)有關(guān)的攝動(dòng) 31
3.2.4 月球扁率攝動(dòng)與地球扁率間接攝動(dòng) 33
3.2.5 廣義相對論攝動(dòng) 34
3.2.6 太陽輻射壓攝動(dòng) 35
3.2.7 地球輻射壓攝動(dòng) 36
3.2.8 大氣阻力攝動(dòng) 37
3.2.9 經(jīng)驗(yàn)力攝動(dòng) 37
3.2.10 其他攝動(dòng)力 38
3.3 軌道數(shù)值積分 38
3.4 參數(shù)估計(jì)方法 39
3.4.1 觀測方程的線性化 39
3.4.2 參數(shù)估計(jì)方法簡述 41
3.5 軌道精度評定 43
3.5.1 觀測資料的擬合程度 43
3.5.2 重疊弧段檢驗(yàn) 44
3.5.3 弧段端點(diǎn)的銜接程度 44
3.5.4 獨(dú)立軌道比較 45
3.5.5 站星觀測檢核 45
參考文獻(xiàn) 45
第4章 SLR技術(shù)衛(wèi)星定軌 46
4.1 概述 46
4.2 SLR觀測模型 48
4.2.1 觀測方程 48
4.2.2 誤差改正 48
4.3 SLR數(shù)據(jù)處理策略 55
4.3.1 SLR數(shù)據(jù)預(yù)處理策略 55
4.3.2 SLR數(shù)據(jù)加權(quán)策略 55
4.3.3 SLR定軌控制卡 57
4.3.4 SLR精密定軌約束和解算參數(shù) 61
4.4 SLR定軌精度影響因素分析 62
4.4.1 SLR數(shù)據(jù)數(shù)量和質(zhì)量因素 62
4.4.2 SLR測站分布影響 67
4.4.3 衛(wèi)星質(zhì)心改正模型影響 68
4.4.4 對流層延遲改正模型影響 72
4.4.5 重力場模型影響 73
4.4.6 海潮和海潮負(fù)荷模型影響 76
4.4.7 不同參考框架影響 78
4.4.8 SLR數(shù)據(jù)處理策略影響 79
4.5 SLR定軌實(shí)例 83
4.5.1 Lageos衛(wèi)星精密定軌與精度分析 83
4.5.2 Ajisai衛(wèi)星精密定軌與精度分析 84
4.5.3 HY-2衛(wèi)星定軌與精度分析 88
參考文獻(xiàn) 89
第5章 地基GNSS技術(shù)衛(wèi)星定軌 93
5.1 概述 93
5.2 函數(shù)模型與隨機(jī)模型 93
5.2.1 觀測方程 93
5.2.2 隨機(jī)模型 94
5.3 主要誤差源與改正模型 95
5.3.1 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 96
5.3.2 與測站有關(guān)的誤差 98
5.3.3 與信號傳播有關(guān)的誤差 99
5.4 GNSS衛(wèi)星軌道確定 101
5.4.1 觀測數(shù)據(jù)預(yù)處理 102
5.4.2 衛(wèi)星初始軌道確定 105
5.4.3 精密軌道確定 106
5.4.4 軌道預(yù)報(bào) 112
5.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量評估 114
5.5.1 GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量評估指標(biāo) 114
5.5.2 衛(wèi)星可見數(shù)及 DOP 值分析 116
5.5.3 多路徑誤差分析 118
5.5.4 信噪比分析 120
5.5.5 周跳分析 123
5.6 定軌精度影響因素分析 123
5.6.1 太陽光壓模型影響 123
5.6.2 天線相位中心改正模型影響 126
5.7 GNSS衛(wèi)星定軌實(shí)例 130
5.7.1 單系統(tǒng)定軌 130
5.7.2 多系統(tǒng)聯(lián)合定軌 133
參考文獻(xiàn) 135
第6章 星載GNSS技術(shù)衛(wèi)星定軌 138
6.1 概述 138
6.2 星載GNSS觀測模型 139
6.2.1 觀測方程 140
6.2.2 幾種常用的線性組合 140
6.2.3 主要誤差源與改正模型 141
6.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評估 143
6.3.1 數(shù)據(jù)可靠性度量 143
6.3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量評估指標(biāo) 145
6.3.3 實(shí)測數(shù)據(jù)質(zhì)量評估 146
6.4 數(shù)據(jù)處理策略 154
6.4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理 154
6.4.2 力學(xué)模型及參數(shù)設(shè)置 156
6.4.3 定軌基本流程 159
6.4.4 軌道預(yù)報(bào)方法 160
6.5 星載GNSS接收機(jī)天線相位中心偏差及變化建模 162
6.5.1 概述 162
6.5.2 天線相位中心偏差對衛(wèi)星定軌的影響 163
6.5.3 天線相位中心偏差建模 165
6.5.4 天線相位中心變化建模 167
6.6 星載GNSS定軌實(shí)例 171
6.6.1 ZY3衛(wèi)星精密定軌 171
6.6.2 FY-3衛(wèi)星精密定軌 176
參考文獻(xiàn) 178
第7章 DORIS技術(shù)衛(wèi)星定軌 180
7.1 概述 180
7.2 觀測模型 181
7.2.1 數(shù)據(jù)格式及轉(zhuǎn)換 181
7.2.2 觀測方程 182
7.2.3 誤差改正 183
7.3 定軌影響因素分析 183
7.3.1 重力場模型對定軌精度的影響 183
7.3.2 天線相位偏差模型對定軌精度的影響 186
7.3.3 對流層模型對定軌精度的影響 188
7.3.4 解算ERP參數(shù)對定軌精度的影響 188
7.4 多種技術(shù)綜合定軌 190
7.4.1 綜合定軌方法 190
7.4.2 綜合定軌實(shí)例 193
參考文獻(xiàn) 196
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