【摘 要】
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海洋生态系统作为地球上最大的生态系统,海洋环境的变化会深刻影响人类的物质生产活动。因此,高效实时地进行海洋环境监测是十分重要的。JASON-3卫星为洋流研究和海平面测量提供高精度数据,能够实现气候变化和海洋环境的监测。高精度的轨道确定是其实施科研任务的前提。星载GPS(Global Positioning System)技术作为一种高精度、全天候和低成本的定轨技术而广泛应用于低轨卫星精密轨道确定。
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海洋生态系统作为地球上最大的生态系统,海洋环境的变化会深刻影响人类的物质生产活动。因此,高效实时地进行海洋环境监测是十分重要的。JASON-3卫星为洋流研究和海平面测量提供高精度数据,能够实现气候变化和海洋环境的监测。高精度的轨道确定是其实施科研任务的前提。星载GPS(Global Positioning System)技术作为一种高精度、全天候和低成本的定轨技术而广泛应用于低轨卫星精密轨道确定。本文基于简化动力学定轨方法,利用JASON-3卫星星载GPS数据进行卫星的精密轨道确定,并重点研究星载GPS接收机天线相位中心模型对JASON-3卫星精密定轨的影响。本文的主要研究内容如下:(1)针对JASON-3卫星精密轨道确定影响因素,给出了 JASON-3卫星轨道参数。介绍了 JASON-3卫星为实现其科研任务所搭载的各种传感器。(2)详细探讨 了星载 GPS 接收机天线 PCO(Phase Center Offsets)和 PCV(Phase Center Variations)模型在轨估计理论,以 GRACE-A、GRACE-B、SWARM-A、SWARM-B和SWARM-C卫星实测星载GPS观测数据进行实验,验证了 PCO模型在轨估计和利用直接法和残差法进行PCV模型在轨估计的可行性。(3)针对JASON-3卫星质量和轨道参数等因素,制定合适的定轨策略,运用简化动力学定轨方法,进行JASON-3卫星精密定轨。并通过重叠轨道对比、相位观测值残差分析和科学轨道对比对简化动力学轨道进行检核。(4)在实现JASON-3卫星精密定轨任务的基础上,对JASON-3卫星星载GPS接收机天线相位中心模型进行在轨估计。在进行PCO模型在轨估计时,发现PCO矢量在x轴方向和y轴方向与其它轨道参数具有较强的耦合性,唯有z轴方向的PCO在轨估计可行。进行PCV模型在轨估计时,分别利用直接法和残差法进行估计,分析了两种方法所得的PCV模型对JASON-3卫星精密轨道确定精度的影响,并探讨了两种方法的优缺点。
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