北斗混合星座分层约束下的精密定轨方法
2021-04-28房亚男王家松张少愚
房亚男,朱 俊,李 杰,王 冲,王家松,张少愚
1. 宇航动力学国家重点实验室,陕西 西安 710043; 2. 西安卫星测控中心,陕西 西安 710043
北斗导航卫星系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是我国自主建设、独立运行的全球导航卫星系统。按照“三步走”发展战略,北斗二号系统(BDS-2)已于2012年宣布对亚太地区提供定位、授时和短报文服务,北斗三号全球导航卫星系统(BDS-3)于2020年7月31日正式建成开通并提供全球服务[1-3]。与国际上其他全球导航卫星系统纷纷采用单一轨道卫星部署星座不同,我国的北斗导航卫星系统首次采取了异构的GEO+IGSO+MEO混合星座方案。目前,在轨提供基本服务的卫星共45颗,包括北斗二号5颗GEO卫星,7颗IGSO卫星和3颗MEO卫星以及北斗三号3颗GEO卫星,3颗IGSO卫星和24颗MEO卫星。
北斗卫星精密轨道确定历来是学者研究的热点问题。文献[4—7]研究了BDS单系统精密定轨方法,初步分析了BDS卫星轨道和钟差精度。文献[8—11]对多GNSS融合定轨展开研究,采用GPS/BDS“两步法”联合定轨,轨道径向精度优于10 cm。文献[12]比较了多系统融合定轨和单系统定轨的异同,并对两种方法下北斗不同星座卫星定轨精度进行了分析。文献[13—14]利用MGEX (multi-GNSS experiment) 站和中国区域基准站的BDS和GPS观测数据,进行了北斗精密定轨,分析了中国区域的国家级基准站对BDS定轨的贡献。文献[15—16]进行了BDS-3和BDS-2联合精密定轨,并分析了地面站分布、模糊度固定、卫星姿态模式等因素对轨道精度的影响。文献[17—18]对北斗GEO和IGSO卫星零偏姿态模式下的精密定轨和卫星轨道机动后的快速恢复进行了研究。文献[19—20]分析了光压模型优化和低轨卫星增强对北斗卫星定轨精度的改进效果。……
