卫星精密定轨是提高卫星导航系统导航定位精度的关键技术,研究利用我国范围内的GPS基准站观测数据进行GPS卫星精密定轨,对于我国自主卫星导航系统的精密定轨研究有重要参考意义。 文中首先介绍了卫星定轨的一些基础知识,主要包括时间系统、坐标系统的定义和不同系统之间的转换关系。接下来介绍了二体问题,它是卫星运动的近似描述。文章详细讨论了GPS卫星的受摄运动,包括每种摄动力的量级、计算模型,以及卫星受摄运动方程的数值解法。对伪距定轨进行了理论分析,利用“网络工程”伪距观测数据进行了定轨计算。取十个连续观测基准站观测值,分别取单天、三天、七天的伪距数据计算轨道。结果显示,长弧段定轨结果比单天解有很大改进。比较了不同台站分布下的定轨结果,台站覆盖范围增加时定轨精度有明显的提高。设计了具有轨道外推计算功能的计算软件,可以设置计算的参数,提供了可选的摄动力计算模型。利用软件进行了一系列数值实验,分别采用广播星历和精密星历作为初始轨道进行外推,比较计算结果,广播星历的外推轨道误差达到了几百米,而精密星历误差只有十几米,说明轨道初值的误差在轨道积分过程中会迅速积累。最后计算和比较了不同的摄动力模型选择对定轨精度的影响。