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区域监测网精密定轨与轨道预报精度分析

周善石  胡小工  吴斌  
【摘要】:我国导航系统采用区域监测网提供导航服务。区域网不能覆盖MEO卫星全弧段,并且由于卫星相对于监测网几何条件的限制,区域网定轨预报与全球网定轨预报精度水平相比有较大差距。由于轨道预报精度决定于初始轨道根数和力学模型的精度,需要分析区域网定轨解算的卫星初始轨道误差和力学模型误差。本文采用全球网和区域网GPS数据进行精密定轨和预报试验,以IGS精密轨道为基准,分析了中国区域网定轨精度。以全球网解算的太阳辐射压参数(卫星坐标系中X、Z方向辐射压系数和Y-bias)和经验力参数为参考,分析了区域网动力学参数解算的精度。计算表明,区域网定轨精度与GPS卫星相对于监测网的几何构形有关,较好构形的卫星定轨用户距离精度URE可达到16 cm,构形较差卫星URE约为64 cm。区域网同时解算太阳光压和经验力参数时,大部分卫星辐射压参数与全球网参考值偏差在10%以上,而经验力参数较全球网参考值大一个量级。若区域网定轨不解算经验力参数,可能会降低定轨精度,但同时提高了辐射压参数的精度,进而有助于提高预报精度。在区域网定轨时,采用与全球网相同的策略可获得高精度的初始轨道根数,而采用简化模型的策略可获得高精度的动力学参数,结合上述两种策略,计算表明,采用区域网精密定轨并预报1天的平均URE好于0.58 m。

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