重力場(chǎng)反演雙星微米級(jí)測(cè)距誤差特性研究.pdf

1、地球重力場(chǎng)的反演精度對(duì)地球科學(xué)等領(lǐng)域的研究具有極為重要的作用。目前有多種測(cè)量體制，比較之下，雙星測(cè)量具有較高的精度。為了保障反演結(jié)果有足夠高的精度，要求雙星測(cè)距達(dá)到微米級(jí)精度。在雙星測(cè)量中，影響測(cè)量結(jié)果精度的因素很多，主要有頻率源、時(shí)間同步、雙星星間距離、衛(wèi)星的姿態(tài)和攝動(dòng)、電離層等。
　　本文重點(diǎn)研究了重力場(chǎng)雙星精密測(cè)距核心體制——單向雙程測(cè)距體制和影響該體制測(cè)量精度的誤差因素，提出在后期數(shù)據(jù)處理中減小或者消除誤差因素的方案，并對(duì)

2、全系統(tǒng)、誤差因素和后期數(shù)據(jù)處理進(jìn)行建模仿真，從而得出各項(xiàng)誤差對(duì)測(cè)距精度的影響。
　　首先，本論文詳細(xì)介紹了雙向單程測(cè)距的基本原理，將精密測(cè)距中的誤差按照系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差進(jìn)行分類研究，得到影響系統(tǒng)測(cè)距精度的主要因素有超穩(wěn)晶振、時(shí)間同步、電離層、星間距離、衛(wèi)星姿態(tài)與攝動(dòng)等，并對(duì)部分誤差的常用建模方案進(jìn)行比對(duì)，決定實(shí)際誤差因素的仿真方案。
　　隨后，針對(duì)測(cè)距精度影響因素提出后期數(shù)據(jù)處理方案。該部分利用 GNSS給出的時(shí)標(biāo)校準(zhǔn)信息

3、來(lái)校正雙星時(shí)間不同步引入的誤差；利用雙頻電離層校正改正電離層延時(shí)對(duì)測(cè)距產(chǎn)生的影響；通過(guò)理論公式推導(dǎo)，得出光時(shí)、幾何誤差對(duì)測(cè)距精度的影響，得到相應(yīng)的光時(shí)矯正值和幾何距離校正值；最后通過(guò)對(duì)比差分和濾波方式對(duì)測(cè)距精度的影響，選取降速率濾波器獲取雙星距離、速度和加速度。
　　然后，通過(guò)全系統(tǒng)仿真，驗(yàn)證后期數(shù)據(jù)處理的正確性。本文中采用距離差值來(lái)評(píng)估系統(tǒng)的測(cè)距精度。向系統(tǒng)中加入單一或者若干項(xiàng)誤差，通過(guò)對(duì)含差測(cè)距值和校正后測(cè)距值比對(duì)，得到系統(tǒng)的

4、精度，來(lái)對(duì)誤差模型的建模和校正方案進(jìn)行驗(yàn)證，若系統(tǒng)精度滿足微米級(jí)測(cè)距要求，則認(rèn)為采用的后期數(shù)據(jù)誤差校正方案的正確。
　　最后，給出系統(tǒng)幾項(xiàng)主要誤差源對(duì)系統(tǒng)測(cè)距精度影響的具體測(cè)試結(jié)果，這幾種誤差包括：相位噪聲，時(shí)間同步，星間距離。給出相位噪聲時(shí)域表征方法，采用分?jǐn)?shù)階積分法生成各個(gè)分量噪聲，合成相位噪聲，并用功率譜估計(jì)等方式來(lái)進(jìn)行仿真相位噪聲和實(shí)測(cè)相位噪聲比對(duì)。將利用該方法得到的多組相位噪聲輸入系統(tǒng)，得到不同相位噪聲及艾倫方差對(duì)測(cè)距精