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专利号: 2017113044980
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于低轨卫星星载GNSS技术的SLR台站三维坐标几何解算方法,其特征在于,包括如下步骤:s1.利用低轨卫星上搭载的GNSS接收机进行跟踪观测,在GNSS卫星多于三颗的条件下以非差法进行运动学精密定轨;

利用几何方式,使用星载GNSS观测量,由最小二乘方法估计每个历元的低轨卫星三维坐标;解算出的低轨卫星几何轨道信息作为SLR台站解算的起算数据;

s2.利用低轨卫星上装载的激光后向反射棱镜,得到地面SLR台站对低轨卫星的激光测距值;对SLR台站及SLR观测资料进行各项系统误差改正,将实际观测数据归算为SLR台站与低轨卫星质心之间的距离,将改正后的激光测距值作为SLR台站解算的几何观测值;

s3.利用解算出的多历元低轨卫星几何轨道信息和改正后的激光测距值,建立观测方程,由最小二乘方法求解出地面SLR台站三维几何坐标,具体计算过程如下:SLR台站对低轨卫星的观测方程为:

公式(1)中,低轨卫星在历元i的位置矢量为(xi,yi,zi);

SLR台站的真实位置矢量为(x,y,z),ρslr是激光测距值,Δρtro是大气折射延迟改正;Δρscc是卫星质心补偿修正;Δρrel是广义相对论效应修正,Δρec测站偏心改正,Δρsyms是测站测距系统改正,Δρtd为潮汐改正,Δρcm地壳运动改正,ε是观测噪声,其中激光测距值的权pi;

定义SLR台站位置的近似坐标为(x0,y0,z0),将公式(1)在SLR台站近似坐标(x0,y0,z0)处用泰勒级数展开后,保留一阶项,可得线性化的观测方程为:公式(2)中,vx,vy,vz分别为SLR台站近似位置处坐标三个分量x0,y0,z0的改正数;其中,vx=x-x0,vy=y-y0,vz=z-z0;

为从SLR台站近似位置至第i历元的低轨卫星之间的距离;

分别是从SLR台站近似位置到低轨卫星方向上的方向余弦;

当SLR台站对低轨卫星的观测历元数i>3时,误差方程可表示为:vi=-livx-mivy-nivz+hi     (3)公式(3)中,i=1,2,…n,n>3;

hi为常数项,且

令:

V=[v1 v2 v3 … vn]T;

X=[vx vy vz]T;

H=[-h1 -h2 -h3 … -hn]T;

则公式(2)可改写为:

相应的最小二乘解为:

利用解算出的改正数更新SLR台站近似位置的坐标(x0,y0,z0);

重复执行上述步骤(2)-步骤(5)计算,使 不断逼近改正后的激光测距值;当满足迭代计算收敛精度时,则退出循环即可求得最终的SLR台站几何坐标及其精度。

2.根据权利要求1所述的基于低轨卫星星载GNSS技术的SLR台站三维坐标几何解算方法,其特征在于,所述步骤s1中,在解算出低轨卫星几何轨道信息后,将低轨卫星位置内插到SLR观测时刻;内插方法采用非动力学平滑的内插方法,内插精度保持毫米级精度。