张贵明[1]2001年在《SAR卫星GPS轨道和姿态测量技术研究》文中研究指明随着小卫星技术的不断成熟和应用，迫切要求降低卫星测控系统的成本和复杂性，提高定轨定姿的精度，于是星载GPS技术应运而生。GPS为低轨卫星的自主在轨测量提供了一种全新的手段。该文针对SAR卫星的GPS自主定轨定姿技术进行了深入的探讨和研究，结果证明了星载GPS定轨定姿的可行性和可靠性，为我国发展GPS的空间应用提供了理论基础和实践依据。 本文首先回顾了GPS的发展及应用，特别是近些年来，GPS在空间领域的飞速发展和应用。提出了SAR卫星采用GPS进行自主轨道确定和姿态确定的思想。详细分析了利用GPS信号进行测量的数学模型。 论文的第二部分讨论了SAR卫星采用GPS技术进行自主定轨的基本原理和方法。针对GPS几何定轨法存在的缺陷—GPS信号中断引起定轨失败，提出了将GPS观测模型和卫星动力学模型相结合，采用扩展Kalman滤波（EKF）算法进行SAR卫星自主精密定轨的技术和方法。在建立了GPS观测模型，SAR卫星动力学模型的基础之上，详细描述了扩展Kalman导航滤波算法。并对此做了计算机仿真。仿真结果表明，该方法定轨精度较高，基本上能满足SAR卫星平台实际应用的需要。 论文的第叁部分讨论了利用GPS多天线构成的天线阵和GPS载波相位测量技术测量SAR卫星平台姿态的基本原理，方法。首先对测量卫星平台姿态所需要的几种坐标系及其相互之间的转换关系进行了论述。提出了卫星姿态的四元素模型；姿态确定的精确性、解算的快速性以及可靠性是GPS姿态确定在轨实时应用的关键问题。因此，提出了将SAR卫星姿态运动学和动力学模型与GPS载波相位干涉技术相结合，利用EKF算法估计SAR卫星姿态的算法，并详细推导了算法的过程。最后进行了计算机仿真，并与GPS单点姿态确定方法得到的仿真结果进行了比较。证明了GPS载波相位测量信息与SAR卫星姿态运动信息进行组合估计卫星姿态的的可行性及可靠性。 论文的第四部分重点讨论了GPS载波相位测量中整周模糊度的解算问题，模糊解是GPS差分载波相位测量中的一个关键问题。只有正确地解算出了整周模糊度，才能精确地测量星体的姿态信息。针对SAR卫星姿态求解实时性的需要，该文提出了一种基于LAMBDA算法的高效快速的模糊求解算法。 摘要 — — 论文的第五部分则详细分析了引起SAR卫星GPS自主定轨定姿误差的误 差源，重点分析了GPS卫星空间几何分布、基线长度、多径效应对测量的影响， 并提出了相应的削弱误差的方法和措施。 论文的第六部分则探讨了星载GPS测量系统的软硬件设计并给出了在地面 的静态及低动态环境下的GPS姿态确定实验结果，为星载GPS的工程应用提 供了参考。
刘震昆[2]2008年在《分布式SAR卫星姿态和相对轨道确定及相关问题研究》文中研究指明分布式SAR卫星是近年才发展起来的。与单基SAR相比，它有许多明显的优势：如生存能力大大提高，基线组合和工作模式灵活多样，对目标的分类和识别有显着改善等等。因此分布式SAR卫星已成为目前研究的热点。我们教研室也适时开展了“分布式卫星SAR系统总体技术研究”的863课题。为保证分布式SAR卫星的成像质量，系统对单星姿态和编队相对运动的测量提出了更高要求。SAR卫星处于高动态环境中，对测量的精度和实时性要求较高。本文围绕如何提高测量精度和实时性展开了研究。GPS载波相位技术高动态应用的难点主要在整周模糊度和周跳的快速解算，这是影响实时性的主要因素。为了提高测量精度，在CDMA体制的导航系统中采用超长码已成为趋势，故伪码的快速捕获也成为影响实时性的重要因素。就SAR卫星本身而言，空间摄动是影响姿态和编队相对运动的主要因素。本文主要研究如何利用GPS技术精密确定单星姿态和利用类GPS技术精密确定编队相对运动，以及整周模糊度和周跳的快速解算，GPS(类GPS)信号的快速捕获等关键技术问题。在前期研究的基础上，本文进一步探讨了主要摄动因素对卫星运动的影响，使研究更具实际应用价值。本文首先简要回顾了近年来GPS和类GPS测量技术的现状及发展。接着全面介绍了表达卫星姿态的几种方式和GPS载波相位技术测量卫星姿态的基本原理。然后介绍了GPS观测量及误差源。第叁至七章是本文的重点，主要内容如下：1．第叁章在考虑SAR卫星典型姿态控制方式和重力梯度力矩的影响下，构建了较准确的卫星受摄姿态动力学模型。然后采用极大似然估计卡尔曼滤波算法解算卫星姿态，最后进行了仿真，验证了算法的正确性。2．第四章深入分析了地球扁率J_2摄动项对卫星编队的影响，总结出了J_2项对编队卫星相对距离的影响规律。并指出，对于分布式SAR卫星这样对相对定位精度要求很高的应用而言，必须进行控制，使编队稳定地保持在要求的精度范围内。在类GPS技术确定卫星相对运动的研究中，采用了改进的采样卡尔曼(UKF)算法并结合平方根滤波解算其相对运动。最后进行了计算机仿真，与标准扩展卡尔曼(EKF)算法和基本UKF进行了比较，结果证明了该算法的优越性。3．快速解算整周模糊度是高动态下GPS测量的关键，第五章提出了叁差法辅助快速求解整周模糊度的新算法。该算法利用叁差辅助加快模糊度浮点解的解算，并提高了浮点解的精度，同时提出了全新的降维去相关算法，克服了整数高斯变换中可能的去相关失败，最后采用了高效的模糊度搜索策略。与着名的LAMBDA算法相比，结果表明该算法具有更高的可靠性和实时性。4．周跳的快速检测与修复是高动态下GPS测量的又一关键问题，到目前为止并没有一个普遍适合的算法。第六章提出了利用叁差观测量和基线长度约束快速检测修复周跳的算法。理论分析和仿真结果表明，该算法能适用于高动态环境，可检测到1～2周的小周跳。5．GPS信号(或类GPS信号)的捕获是一切基于GPS(或类GPS)测量的前提。在测量中出现周跳又没有及时修复，则必须重新捕获信号进行新的观测。随着CDMA体制导航系统的发展，为提高精度而使用超长码成为一个趋势。在SAR卫星处于高动态环境下，因而伪码的快捕也成为影响实时性的重要因素。第七章主要研究了如何快速捕获伪码。本章提出了基于快速Walsh变换的相关新算法。该算法从伪随机编码理论出发，提出了复合码的子码同步移相算法，从而解决了复合码无法直接利用快速Walsh变换提高相关运算速度的难题。性能分析表明，该算法能显着缩短相关运算时间。本章还提出了改进自动控制多级门限的新算法。理论分析和仿真结果表明，该算法在判决捕获时，虚警概率很低而检测概率很大，这与用恒虚警算法相比是个显着的优势。该算法还允许预置较多门限，能精确调整门限，同时又不会明显增加捕获时间，因此也增强了伪码捕获的实时性。最后对全文进行了总结，并对下一步研究提出了建议。
谷德峰[3]2009年在《分布式InSAR卫星系统空间状态的测量与估计》文中提出分布式InSAR卫星系统在近距离编队飞行的小卫星上装载SAR天线,通过小卫星和SAR天线的协同工作,完成干涉SAR任务,是一种具有巨大潜力的新概念新体制雷达系统,其实现在基础理论和技术层面上面临许多挑战。编队空间状态的高精度确定是实现小卫星分布式雷达任务的关键技术之一,是小卫星分布式雷达功能实现的前提和重要保证,也是卫星编队飞行需要解决的共性问题。本文以分布式InSAR卫星系统为背景,阐述了系统与空间状态测量之间的关系,重点针对双频GPS和星间无线电两种不同的测量手段,开展了编队卫星空间状态高精度确定方法的研究。主要工作包括五部分:第一,对分布式InSAR目标叁维定位的空间几何关系进行了分析,阐述了系统参数与空间状态测量之间的关系,明确了空间状态测量在分布式InSAR任务中的意义和要求。给出了目标叁维定位的闭合形式解及灵敏度分析,给出了目标叁维定位精度指标与系统参数精度指标之间关系的解析表达式。给出了干涉基线的定义,将干涉基线分解为空间域干涉基线和时间域干涉基线,其中时间域干涉基线可通过主星的绝对轨道测量获得,空间域干涉基线则通过高精度星间基线测量获得。由测量基线到空间域干涉基线的转换需要进行部位修正和时间对齐,给出了部位修正的精度分析。第二,研究了星载双频GPS观测数据预处理方法,给出了完整的数据预处理方案与流程。研究了一种新的抗差Vondrak滤波方法,在原始信号拟合函数形式未知且被粗差污染的情况下,有效的抑制粗差对信号拟合的影响,对观测数据进行合理的平滑。研究了星载双频GPS观测数据质量评估方法,完善了已有的评估方法。并采用CHAMP卫星在轨数据进行了预处理与质量评估,验证了算法的正确性与可靠性。第叁,研究了星载双频GPS原始观测数据降采样处理方法,分析了多项式平滑伪距和载波相位平滑伪距方法的优缺点。研究了星载双频GPS非差运动学定轨方法,结合GPS观测数据质量分析结果,给出了一种合理的伪码和相位观测数据加权策略。研究并实现了星载双频GPS非差动力学定轨方法,将CHAMP卫星定轨结果与GFZ科学轨道进行比对,二者在轨道位置R、T、N分量上差值的均方根为4.8cm,8.2cm,7.5cm,叁维误差的均方根为12.2cm,表明本文的非差动力学定轨精度已与GFZ科学轨道相当。研究了SLR检核精密定轨精度方法,提出了一种利用SLR数据校准GPS精密定轨系统误差的新方法,在卫星一次过境的短弧段内,用二阶多项式来参数化表示GPS定轨慢变系统误差,进而利用不同地面激光测站的分时观测数据,估计GPS定轨系统误差。第四,研究了基于双频GPS的高精度星间相对定位技术。建立了星载GPS电离层延迟的单层投影模型,利用单层投影模型仿真分析了差分电离层延迟对分布式SAR编队卫星CDGPS相对定位结果的影响。研究了基于轨道动力学模型的分布式SAR卫星编队CDGPS相对定位方法,在CDGPS技术的基础上,引入轨道动力学模型提供的先验约束信息,对长弧段的观测数据进行解算,有效的抑制测量中的随机误差,提高相对定位精度,并克服运动学逐点解算方法在观测几何较差或观测数据不足情况下无法应用的缺点。分析了星间测距信息对CDGPS相对定位精度的贡献。第五,研究了基于无线电测量的高精度星间相对状态确定方法。介绍星间无线电测量原理,比较分析了几种传统的相对状态估计方法的优缺点。研究了一种基于样条模型的星间相对定位与定姿的新方法。该方法将传统的直接估计状态参数转化为估计样条参数,减少了待估参数的个数,提高了距离变化对姿态参数的敏感性,估计精度更高,估计结构更加稳定。讨论了无线电测量用于分布式SAR星间基线确定存在的问题,包括星间无线电测量信号的覆盖与遮挡和编队构形设计对无线电测量几何的影响。
程春泉[4]2010年在《多源异构遥感影像联合定位模型研究》文中认为本文在分析不同载体和不同传感器影像定位模型的基础上，对现有航空航天光学与雷达遥感影像的构像方程和定位模型进行了改造或重建，并从构像方程、轨道姿态精化模型和测量数据处理叁个关键点着手，在内定向和轨道姿态测量精度较高的情况下，通过对传感器参数和平差参数的配置，实现多源异构遥感影像一体化“空中叁角测量”处理技术，实现稀少(无)地面控制点多源异构遥感影像的联合定位。论文完成的主要工作及贡献有：(1)构建了地心直角坐标系中航空光学影像的构像方程和定位模型地心直角坐标系中构建了航空遥感影像的定位模型，相对于地球椭球切面直角坐标系和地图投影坐标，不用考虑地球曲率影响，减少了POS数据的转换，有利于多源影像和多源数据的联合处理；将飞行向切面直角坐标系作为姿态参考基准的方法，克服了姿态角解算奇异与多解问题。(2)在地固地心直角坐标系中构建了航天光学影像的构像方程和定位模型通过对偏流角的适应性处理，直接在地固地心直角坐标系中建立了航天影像的构像方程，不用考虑地球自转等参数，使得地心坐标系中的构像方程更简洁、实用性更强；将轨道修正模型建立在飞行坐标系中，与轨道系统误差规律相适应，方便水平方向和航高方向的定权，更适合大跨度航天遥感影像的定位；建立了基于共线方程与基于像元视线向量的定位模型间的内在联系，使得航天遥感影像的轨道姿态精化、像点坐标与地面点坐标正反算更易于实现。(3)构建了基于外方位元素的雷达影像构像方程和定位模型构像方程是摄影测量中最基本最重要的公式，本文以外方位元素作为定向参数，基于距离和共面条件构建了一种侧视雷达遥感影像简洁严密的构像方程。该方程反应了雷达影像距离向和方位向的成像机理，平差时像点坐标作为摄影测量独立观测值的属性得到体现，使雷达影像定位更易融入摄影测量数据处理的成熟算法。论文以距离共面方程为基础，给出了一套包括纠正、立体定位、区域网平差、匹配几何预处理等内容在内较为完整的航空航天侧视雷达影像定位理论和方法。(4)实现了多源异构遥感影像空中叁角测量的一体化处理对本文所建立的不同影像定位模型进行概括，以外方位元素作为统一的定向参数，以地固地心直角坐标系作为统一的物方坐标系，以联合平差作为统一的数据处理方法，以轨道姿态多项式精化模型和像点坐标显函式的构像方程为基础，实现了多源异构遥感影像空叁的一体化处理，通过对传感器参数和平差参数的配置，实现多源影像的单独或联合定位。对于无传感器几何参数的影像，提出了基于等效传感器的遥感影像严密定位，给出了几种等效传感器参数的获取方法，扩展了严密定位模型的应用范围，简化了一些影像的定位处理。模型的解算对控制点的个数没有要求，模型本身不受地球曲率的影响，不受影像地面覆盖范围的限制。(5)对大规模遥感影像区域网平差的解算与影像定位方位元素相关性问题进行了研究给出了一种不包含地面点坐标未知数的改化后法方程系数矩阵的直接填写方法，省去了误差方程系数的和法方程地面点坐标未知数系数的存储空间；对影像定位定向参数去相关性方法进行了总结比较试验，得出一些对遥感影像定位联合平差有指导性的结论；将计算机仿真技术引入遥感影像定位的误差影响因素、定向参数相关性影响分析领域，为复杂的遥感影像严密定位误差研究提供了一个定量化、可视化的分析工具。(6)对所提出的理论方法进行试验验证以论文所提出的理论方法为基础，编写了适合多传感器影像联合空叁处理的软件原型，通过对传感器参数的配置，实现了不同传感器影像的单独或联合定位。论文选择了有代表性的9种不同类型传感器影像进行了单独和联合定位试验(涉及影像的纠正和立体定位，其中ALOS/PRISM、红外点扫描、SPOT/HRS传感器影像通过提取等效传感器参数进行严密定位)，并对试验进行了分析，得出了一些有意义的结论，验证了本文所建立的构像方程和一体化空叁模型的正确可行性。
姚静[5]2008年在《基于GNSS的分布式SAR卫星系统空间状态确定方法研究》文中指出分布式SAR卫星系统采取小卫星编队飞行搭载SAR的方式,通过编队卫星与星载SAR协同工作,可实现传统单星SAR无法完成的多项测绘任务,是一种具有巨大潜力的新概念新体制雷达系统,其实现在基础理论和技术层面上面临许多挑战。其中首要问题之一就是确定卫星系统的空间状态。空间状态确定方法取决于状态测量方案、小型航天器设计等因素,服务于有效载荷任务、编队协同控制等方面。获取高精度卫星空间状态是分布式SAR任务成功实现的重要保障。出于合理有效利用未来空间资源的思想,本文探索性地开展了将多频率多星座GNSS观测数据用于分布式SAR卫星系统空间状态确定的研究。本文的研究工作和贡献主要体现在以下几个方面:第一,在明确分布式SAR卫星系统空间状态概念与模型的基础上,给出了精度需求分析与参数内在联系。通过需求分析说明了空间状态特别是相对位置确定在整个分布式SAR卫星系统中的重要地位,明确了空间状态与InSAR干涉基线在系统中的层次;分析空间状态自身特征以给出提高确定精度的思路,对分类中的绝对状态与相对状态之间的相互作用关系加以关联建模与误差分析,从而为分布式SAR卫星系统的顶层设计提供参考。第二,完整建立了分布式InSAR卫星系统测量基线与干涉基线的关联,实现了二者的转换与精度分析。细致分解了由测量基线获取干涉基线的全过程,将空间状态中除相对位置之外的其它参数作为影响转换流程的边界条件,明确了转换中的参数信息流程,进行了精度分析。针对非自主式测量模式,兼顾自主式测量模式,建立了从测量基线到干涉基线的空间域转换模型,对误差传播关系进行了全面系统的研究;针对测量数据采样率的不足,研究了从低数据率基线到高数据率基线的时间域转换方法,从函数逼近角度分析了基线的保精度高数据率插值方法中的逼近误差和随机误差综合影响,并考虑配准偏移量的影响,完善了由测量基线到干涉基线的转换流程。第叁,建立了基于多频GNSS星间相对定位的节省参数样条表示模型,并提出了适合编队环境的多频GNSS整周模糊度解算方法。一方面,综合利用观测数据与待估参数的几何关系以及待估参数随历元连续变化的约束,基于函数逼近和节省参数建模理论,提出了基于多频GNSS的相对定位样条表示模型,展示了多频数据相对于双频数据、样条表示模型相对于传统逐点模型在改善星间相对位置解算精度方面的理论基础与仿真实例。另一方面,研究了GNSS相对定位中的模糊度解算这一关键问题,基于几何无关或相关模型、原始或组合观测值、搜索或序贯取整等不同条件所带来的性能差异,给出基于几何相关和整数降相关变换后取整的层迭式叁频模糊度固定方法,具有在编队环境下单历元固定模糊度的性能和较好的抗差能力。第四,进行了基于组合GNSS的卫星空间状态确定性能评价,提出了面向分布式InSAR性能的导航卫星优选准则。定性给出了组合GNSS共用的优势;利用抗差性、载波相位整周模糊度解算成功率特别是观测几何等定量评价指标,给出了组合GNSS模式带来空间状态确定性能提高的全面仿真算例和严格理论依据。综合考虑观测数据冗余及其贡献,联合GNSS空间状态测量子系统和InSAR测高子系统,从面向高程精度重建的角度提出了新的导航卫星优选准则,在相同观测条件下可提升分布式SAR的性能。
郝继刚[6]2006年在《分布式卫星编队构形控制研究》文中提出分布式卫星系统因其独特的技术优势和广阔的应用前景而备受关注。协同控制技术是实现分布式卫星应用的关键技术,而编队构形控制则是协同控制研究的重要内容,因此对分布式卫星技术的发展具有重要意义。本文在考虑一定任务背景的前提下,对分布式卫星编队构形控制及其相关技术开展了研究。首先研究了分布式卫星编队构形的构成机理。分别对分布式卫星相对运动的动力学方程和运动学方程进行了推导和简要的分析。在定义编队构形参数的基础上,给出了编队构形确定方程,进而详细分析了编队卫星轨道根数误差对编队构形的影响。其次,以相对运动的运动学方程为基础,对近地轨道编队构形的受摄稳定性进行了分析。以无量纲化德洛勒变量描述的轨道摄动方程为工具,研究了J 2项摄动造成的编队构形参数变化规律,并推导了补偿J 2项摄动下构形沿航迹漂移的长半轴修正方法。以考虑周日效应的大气密度模型为基础,分析了编队卫星轨道能量耗散差异,进而得到了编队构形的沿航迹漂移规律,然后设计了补偿大气摄动的面质比调整方法。再次,研究了分布式SAR卫星的编队构形优化设计问题。设计了满足系统总体要求的分布式SAR卫星参考轨道。以分布式SAR卫星系统性能作为优化指标,以遗传算法作为优化工具进行编队构形优化设计。以典型SAR卫星的技术参数为初始条件,设计了几种编队构形,计算结果表明设计构形能够满足任务提出的高程测量精度和可测速比要求。然后,研究了基于大气阻力的编队构形沿航迹控制问题。在对大气阻力控制基本原理进行详细分析的前提下,提出了相平面控制和模糊控制两种控制方法。分析了构形沿航迹漂移的相轨迹,针对单开关门限控制律不能对初始误差收敛的问题,设计了倾斜开关曲线控制,并分析了相应的极限环参数。提出了沿航迹漂移的模糊控制方法,较好的解决了构形沿航迹漂移不稳定的问题。在对输入输出变量进行模糊化的基础上,设计了模糊控制规则库和控制量解模糊算法,并对控制器进行了稳定性分析。随后,研究了基于脉冲推力的编队构形控制问题。针对系统对星间基线的具体要求,设计了采用气动阻力板和脉冲推力发动机作为执行器的编队构形控制方案。提出了延长控制周期的编队构形参数偏置策略,使构形控制周期达到任务的要求。研究了编队构形侧向冲量控制和轨道面内绕飞椭圆冲量控制方法,实现了构形的长期控制。对控制方法的能耗进行了分析,仿真结果表明在采用文中提出的编队构形控制方案的条件下,每年用于构形控制的推进剂仅为卫星总质量的1.73%左右。最后,研究了基于连续微推力的编队构形精密保持控制问题。基于克拉索夫斯基定理推导了编队构形非线性反馈控制律,然后利用数值仿真方法研究了反馈系数、导航误差和推力误差对控制的影响。基于非线性反馈控制律,研究了重力场测量内编队系统的精密保持控制。
田增山, 申文求[7]2006年在《运动学辅助GPS实现SAR卫星姿态测量算法》文中研究说明针对姿态对星载SAR成像质量的重要影响,提出一种借助于SAR卫星姿态运动学特性和GPS宽波载波相位信息进行SAR卫星姿态测量的算法。该算法利用SAR卫星运动学模型建立状态方程,借助于GPS宽波载波相位姿态测量方程和SAR卫星姿态矩阵的特性建立观测方程,用卡尔曼滤波算法求解SAR卫星的姿态参量。给出算法的详细描述和仿真,仿真表明算法可以提供高精度SAR卫星姿态测量值。
涂佳[8]2012年在《基于双频GPS的分布式InSAR卫星系统高精度星间基线确定方法研究》文中研究说明分布式InSAR卫星系统是将卫星编队技术与干涉合成孔径雷达（InterferometrySynthetic Aperture Radar，InSAR）技术相结合的新概念新体制雷达系统，极大地拓展了SAR卫星系统的总体性能，具有广泛的发展前景。然而，该系统的实现在基础理论和技术层面上面临着许多挑战，星间基线的高精度确定就是其中之一。鉴于此，本文以分布式InSAR卫星系统为背景，利用星载双频全球定位系统（GlobalPositioning System，GPS）作为测量手段，根据分布式InSAR任务尤其是星间基线确定与单星精密定轨、星间高精度相对定位之间的关系，围绕“单星—双星—基线”这一主线，开展了分布式InSAR卫星系统的高精度星间基线确定研究。本文的研究工作和贡献主要体现在以下叁个方面：针对单颗卫星绝对位置、速度的确定问题，详细地研究了基于双频GPS的单星精密定轨方法，提出了一种综合考虑GPS接收天线相位中心变化系统误差和随机误差的混合误差建模与修正方法，有效地提高了低轨卫星的精密定轨精度。首先，探讨了星载双频GPS数据预处理的方法，研究了基于双频GPS的单星简化动力学精密定轨方法；其次，在GPS载波相位观测模型和GPS接收天线相位中心模型的基础上，提出了一种综合考虑GPS接收天线相位中心变化系统误差和随机误差的混合误差建模与修正方法，该方法按照GPS信号的接收方向，将相位中心变化误差按照系统部分和随机部分分别进行建模，并通过接收方向的相位定轨后验拟合残差的均值和标准差分别对相位中心变化误差混合模型的系统部分和随机部分的标准差进行估计，利用该方法对重力反演与气候实验（Gravity Recovery AndClimate Experiment，GRACE）双星编队实测GPS观测数据进行处理，生成了叁种不同类型的轨道解，通过叁种不同校验方式表明：经混合误差模型修正后得到的精密轨道解均优于其它两种类型的轨道解。与此同时，通过将由相位中心变化误差均值修正得到的轨道解与由混合误差模型修正得到的轨道解进行轨道比对的结果表明：对混合误差模型的随机部分的修正对于精密定轨而言是不可忽略的。针对双星相对位置、速度的确定问题，系统地研究了基于宽窄巷双差整周模糊度确定策略的高精度星间相对定位方法，提出了一种基于先验相对轨道和钟差解的双差整周模糊度确定方法，有效的提高了双差整周模糊度确定的成功率和相对定位精度，成功实现了GRACE卫星编队1mm星间相对定位。首先，针对参考GPS卫星频繁更换的问题，提出了一种模糊度分段解算的策略，确保在每个分段区间内共视的GPS卫星不发生变化，在此基础上，系统地研究了基于宽窄巷双差整周模糊度确定策略的简化动力学相对定位方法，并利用该方法对GRACE卫星编队实测数据进行了相对定位实验，实验结果表明：双差整周模糊度确定的成功率为84.73%，相对定位的K/Ka波段测距（K/Ka-band Ranging，KBR）系统校验标准差为1.26mm，从而验证了自编算法的有效性和正确性；其次，针对宽窄巷双差整周模糊度确定策略中存在双差宽巷整周模糊度的确定容易受到伪码观测质量影响的问题，提出了一种基于先验相对轨道和钟差解的双差整周模糊度确定方法，该方法首先利用简化动力学单差无电离层组合批处理最小二乘相对定位方法求解编队卫星之间的相对位置解和接收机之间的相对钟差解，并以此作为先验解，然后通过伪码、相位最优加权求解宽巷模糊度，通过对GRACE卫星编队实测数据的处理结果表明：第一，双差整周模糊度确定成功率为89.89%，提高了5%，该处理策略可以有效地克服宽窄巷双差整周模糊度确定策略中存在的问题；第二，相对定位的KBR校验标准差为1.01mm，相对定位的精度得到有效提高，成功实现了1mm星间相对定位；第叁，将两种处理策略得到的相对定位解在径向、横向和法向上的比对结果分别为0.43mm，1.01mm，0.81mm，叁维结果为1.37mm，该结果反映了新提出的处理策略引起的相对定位解的变化。在基于双频GPS的星间基线测量方案的基础上，详细研究了空间域基线确定中的各个误差项的性质，理论分析了各个误差项对空间域基线确定的影响，提出了一种空间域基线确定的误差建模与仿真分析方法，通过建立了各个误差项的数学模型，仿真分析了单个误差项、部分误差源以及整体误差源对星间基线确定的影响。首先，根据空间域基线的确定原理，将空间域基线确定的误差源划分为与GPS测量有关的误差源和与部位修正有关的误差源两大类，并在此基础上，对两大类误差源中所包含的各项误差的种类及特性进行了分析，理论分析了各误差项对空间域基线确定的影响；其次，根据各项误差的特性，提出了一种空间域基线确定的误差源建模与仿真分析方法，该方法通过对各误差项分别进行建模，利用仿真实验的方式，分析了单个误差项、部分误差源及整体误差源对空间域基线确定的影响，仿真结果表明：第一，与GPS测量有关的误差源是影响空间域基线确定精度的主要因素；第二，GPS相位观测噪声和GPS接收天线安装位置的地面标校误差是与GPS测量有关的误差源中影响最大的两个因素；第叁，在地固坐标系中，整体误差源对空间域基线确定的影响为x方向0.500mm，y方向0.500mm，z方向0.452mm，叁维影响为0.845mm，可以实现1mm（每轴）精度的分布式InSAR卫星系统星间基线确定。
刁建鹏[9]2005年在《GPS与InSAR监测地面沉降变形的数据融合研究》文中研究说明在监测地面沉降变形方面,InSAR和GPS两种技术具有很强的互补性。GPS与InSAR数据融合既可以改正InSAR数据本身难以消除的误差,又可以实现GPS技术高时间分辨率和高平面位置精度与InSAR技术高空间分辨率和高高程变形精度的有效统一。 本文对GPS和InSAR的地面沉降变形监测数据的融合进行了系统的研究:研究利用GPS的单参数方法、多参数方法、分段线性方法和随机过程方法求得对流层、电离层延迟,通过大气延迟的双差分算法和内插对InSAR逐像素进行大气延迟改正;分析了InSAR基线误差对二轨法和叁轨法监测沉降变形的影响,研究利用地面GPS控制点估计基线参数,精算InSAR基线和轨道参数的方法以及利用GPS控制点对InSAR影像进行几何变形纠正的方法;结合InSAR影像数据,在空间域内,以格网形式对GPS观测数据进行内插,对格网点的InSAR值和GPS值用最小二乘估计得到在空间的分布模型,并利用卡尔曼滤波对CGPS准时间序列进行估计,得到全面的、高精度的地表沉降变形信息。
张贵明, 黄顺吉[10]2002年在《GPS/SINS全组合系统确定SAR卫星的轨道和姿态》文中研究说明GPS/SINS组合系统因其多方面的优越性而在许多导航系统中使用。不过 ,利用GPS接收机的伪距、伪距率和载波相位双差等所有原始观测信息的全组合系统还处于研究之中。针对全组合系统进行了研究 ,建立了相应的误差模型和系统观测模型 ,特别是组合系统下的GPS载波相位双差观测模型。并以高分辨率SAR小卫星的轨道和姿态确定为仿真对象 ,对该系统进行了计算机仿真。仿真结果表明 ,GPS/SINS全组合系统具有很高的精度和可靠性 ,基本上能满足SAR卫星平台的任务要求
参考文献：
[1]. SAR卫星GPS轨道和姿态测量技术研究[D]. 张贵明. 电子科技大学. 2001
[2]. 分布式SAR卫星姿态和相对轨道确定及相关问题研究[D]. 刘震昆. 电子科技大学. 2008
[3]. 分布式InSAR卫星系统空间状态的测量与估计[D]. 谷德峰. 国防科学技术大学. 2009
[4]. 多源异构遥感影像联合定位模型研究[D]. 程春泉. 中国矿业大学. 2010
[5]. 基于GNSS的分布式SAR卫星系统空间状态确定方法研究[D]. 姚静. 国防科学技术大学. 2008
[6]. 分布式卫星编队构形控制研究[D]. 郝继刚. 国防科学技术大学. 2006
[7]. 运动学辅助GPS实现SAR卫星姿态测量算法[J]. 田增山, 申文求. 系统工程与电子技术. 2006
[8]. 基于双频GPS的分布式InSAR卫星系统高精度星间基线确定方法研究[D]. 涂佳. 国防科学技术大学. 2012
[9]. GPS与InSAR监测地面沉降变形的数据融合研究[D]. 刁建鹏. 山东科技大学. 2005
[10]. GPS/SINS全组合系统确定SAR卫星的轨道和姿态[J]. 张贵明, 黄顺吉. 系统工程与电子技术. 2002
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