VLBI在探月卫星定位中的应用分析_图文

1、 第 3 期 乔书波等 :VLB I 在探月卫星定位中的应用分析 267 ( 17 延率的理论值 c , c 。最后借助于式 ( 16 、 组建误差方程 , 并迭代解算对卫星坐标初值的改 正 。具体计算中取 s = 100 km 。表 2 是对于卫 星地心赤道坐标 = 105 , = 35 在不同地心距 、 不同台站配置 、 不同资料组合情况下的具体计算 示例 , 其中 赤纬方向 , 分别表示卫星在赤经 、 的定位精度 “ , Corr” 表示二者之间的相关系数 。 表2 多种配置条件下的 VL BI 卫星定位精度 Tab. 2 Precision of satellite by VL BI

2、observations with different conf igure conditions 地心距 r = 180 000 km 测站代码 资料类型 1234 地心距 r = 380 000 km 定位精度/ max Corr 0. 16 - 0. 99 0. 33 - 0. 09 - 0. 46 - 0. 09 定位精度/ max 21. 1 21 556. 2 19. 1 4. 4 485. 3 4. 4 18. 4 5 119. 4 17. 6 6. 7 128. 0 5. 9 21. 5 19 386. 1 19. 6 4. 4 379. 9 4. 4 Corr 0. 16 -

3、 0. 99 0. 32 - 0. 08 - 0. 42 - 0. 08 , , 18. 0 4 290. 8 17. 2 6. 5 134. 1 5. 3 1234 567 表 2 显示了我国 4 站和附加国际共 7 站在两 定位 。仅用时延观测量及时延 、 时延率两种观测量 种基线配置方式下 ,对于 180 000 km ,380 000 km 都使用时 , 解算结果非常好 , 赤经最大误差仅有 距离的目标 ,仅用时延观测量 、 仅用时延率观测量 18 mas ,赤纬最大误差仅有 21. 5 mas 。同时可以看 及两种观测量都使用的情况下的赤经 、 赤纬方向的 出 ,用 7 站数据解算的

4、定位精度明显好于用 4 站数 定位精度 。 3. 2 结果分析 据解算的定位精度 ,这与实际情况也是相符的 。从 表 2 中还可以看出 , 对于距离地球 180 000 km 和 由计算结果可以看出 , 卫星定位精度 ( 几个到 380 000 km 的 卫 星 , 在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下 几十 mas 要比射电源的定位精度 ( 亚 mas 低一 VLB I 定位精度很接近 ,说明只要是有限距离目标 些 。这是由于 , VLB I 技术用于射电源和卫星的观 ( 相对于射电源 ,观测目标的地心距改变后对解算 测有很大差别 。当观测目标是遥远的射电源时 ,其 结果的影响非常小

5、。这也充分说明 VLB I 具有远 距离可以认为是无限远 ,地面两台站接受到的信号 距离精确定位的优势 , 可以用于深空探测 , 可满足 是平行的 ,即平面波 。观测射电源时能对多目标在 我国 “嫦娥” 探月工程中探月卫星的定位 。 不同方位 、 不同波段作大量的密集观测采样 , 可以 将源位置 、 站坐标 、 岁差章动 、 极移 、 U T1 、 电离层时 延、 大气时延 、 钟差 、 钟速 、 潮汐参数等大量参数的 4 结 论 根据以上计算和分析可知 ,VLB I 单点定位的 采用值的偏差一同解出 。只需要一条基线就可以 方法可以成功地应用于有限距离 ( 相对于遥远的河 得到很高精度的各种

6、参数的解 。当观测目标是有 外射电源而言 的人造卫星的定位 。对于距离地球 限距离的人造天体时 ,地面两台站接受到的信号存 380 000 km 的卫星进行单点定位 , 可以得到很高 在一微小夹角 , 即球面波 。此时地球自转参数 、 电 的定位精度 ,说明了 VLB I 单点定位方法可以实现 离层附加时延等都无法直接解出 , 因而使得 VLB I 对探月卫星的定位要求 ,可以满足探月工程中要求 解得的卫星角位置精度较差 。 的每分钟一个点的测控 。VLB I 单点定位可得到 由以上计算结果比较可见 ,仅用时延率观测量 一系列离散的卫星的轨迹坐标 ,不受定轨弧段长度 进行解算时 ,结果非常差

7、,这时对于四站的观测 ,最 的限制 ,从而也可以为探月卫星绕月时的精密定轨 大误差可达到 21 mas ,对于 7 站观测误差最大达到 提供数据 。 485 mas ,而且在赤经方向与赤纬方向有很大的相 在具体的定位方法实施中 , 台站数量越多 , 定 关性 。这是因为 , 只用时延率观测量进行解算时 , 位精度越高 。而且应该注意 ,在解算中不能单独只 引入了卫星速度参数 ,使法方程的条件极差 。因此 使用时延率的数据 , 建议将时延 、 时延率的数据综 在解算中 ,建议不要单独使用时延率的观测量进行 合使用 。 1994-2010 China Academic Journal Electr

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12、 工程的需要 , 我国于 2006 年 5 月 建成了两个新的 VLB I 台站 ,分别是北京密云50 m 天线和昆明 40 m 天线 。这两个大口径天线的建 成 ,使我国的 VLB I 网更加完善和合理 , 同时也解 决了原基线结构不好的问题 ,对于卫星定位精度有 质的提高 。我国现有的由 4 站构成的 VLB I 网有 6 种基线组合方式 , 可以满足探月工程中的测控要 求 。可以说 ,VLB I 技术在探月工程中对卫星实时 测控起到非常重要的作用 。 VLB I 用于人造卫星的定位测轨是一个很好 的研究方向 ,不只是对于探月 , 其他行星的深空探 测都需要这方面的研究 。相信随着我们的共

13、同努 力 ,各种参数的附加时延模型的精度将会得到提 高 ,从而为 VLB I 单点定位提供更可靠的精度保 障。 参考文献 : 1 QU Feng , WAN G Tan2qiang , CHEN Xian2jun , et al . Precise Orbit Determination of GPS35 Satellite Using SL R Data J . Acta Geodaetica et Cartographica Sinica , 2003 , 32 ( 3 : 2242 228. ( 瞿 锋 , 王谭强 , 陈现军 , 等 . 用 SL R 资 料 精 密 确 定 GPS35

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