GPS﹢BDS组合的实时定轨技术

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1、第47卷第6期2015年12月南JournalODOI：10．16356／j．1005—2615．2015．06．008空航天大学学报UniversityofAeronautics&AstronauticsGPS+BDS组合的实时定轨技术姜洋1张和芬1汪精华1于龙江1张国斌1(1．北京空间飞行器总体设计部，北京，100094；2．哈尔滨工业大学卫星技术研究所，V01．47No。6Dec．2015李化义2哈尔滨，150080)摘要：为了改善卫星几何分布，提高低轨(Lowearthorbit，LEO)卫星实时定轨的精度与可靠

2、性，提出了北斗卫星导航系统(Beidounavigationsatellitesystem，BDS)与全球定位导航系统(Globalpositioningsystem，GPS)组合模型。组合模型基于加权最小二乘法(Weightedleastsquare，WLS)，利用伪距观测量建立观测模型，实时估计LEO卫星位置。目前，LE0卫星尚未装备星载BDS+GPS双模接收机，为验证算法可行性，利用GPS／BDS卫星星历文件与STK软件仿真生成实验数据。实验结果表明，BDS+GPS组合模型较GPS系统模型精度至少提高26％。关键词

3、：实时定轨；GPS；BDS；加权最小二乘法中图分类号：V249．32文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)06—084206Real-TimeOrbitDeterminationUsingCombinedGPS+BDSSystemsJiangYan91，ZhangHefenl，WangJinghua1，YuLongjian91，ZhangGuobinl，LiHuayi2(1．BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing，100094，China

4、；2．InstituteofSatelliteTechnology，HarbinInstituteofTechnology，Harbin，150080，China)Abstract：AmethodthatcombinedglobalpositioningsystemwithBeidounavigationsatellite(GPS+BDS)systemsforreal—timeorbitdeterminationispresented．Therehasbeensignificantimprovementinthesate

5、llites’geometricdistributionandtheaccuracyofreal—timelowearthorbit(LEO)determination．Aweightedleastsquare(WLS)basedalgorithmusingthepseudorangeobservationsisdevelopedtoesti—matepositionofLEOsatellitesforthecombinedsystems．NoLEOsatelliteoperateswithBDS+GPSreceiver

6、satpresent。HencethecombinedalgorithmisrequiredtobetestedandverifiedbysimulationthroughGPS／BDSbroadcastephemerisandSTKsoftware．Resultsshowthattheaccuracyofthepro—posedcombinedalgorithmisimprovedbyover26％comparedwithGPS—onlyalgorithms．Keywords：real—timeorbitdetermi

7、nation；GPS；BDS；weightedleastsquarealgorithm高精度轨道的确定是遂行空间任务的有效保证，是实现高精度轨道控制的前提和基础。传统基于地面站或GPS导航系统的轨道确定方法，难以适用于越来越高的定轨精度要求。全球导航卫星系统(GNsS)凭借全天侯、全天时及连续实时提供用户三维位置的优势，在低轨卫星领域得到了广泛的应用。1986年Yunck等科学家提出基于GPS观测值的非动力轨道确定方法，又称几何法定轨n。2]，利用GPS卫星星座为空间运载器提供全天候、连续实时的定轨信息。北斗卫星导航系统

8、(BDS)作为新一代GNSS，拥有与GPS相媲美的定位精度，势必在空间领域发挥作用。由于低轨卫星运行在400～800km的高度，且具有高动态性，不能保证实时跟踪多于4颗基金项目：国家自然科学青年基金(11302127；61304237)资助项目；中央高校基本科研业务费(HEUCFDl406)资助项目；国家高技术研究发