广播星历参数物理意义分析与相关性研究.pdf

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1、Researchonthephysicalmeaningandcorrelationofthebroadcastephemerisparameters11211HUANGHua,ZHOUJian-hua,LIULin,LIULi,HEFeng1.BeijingGlobalinformationapplicationandDevelopmentCenter,Beijing,China,1000942.SchoolofAstronomyandSpaceScienceNanjingUniversity,Nanjing,China,210093Abstract:Thefittingprecis

2、ionofthebroadcastephemerisparametersisveryimportantfortheSatelliteNavigationSystem.TheephemerismodelofGPSfitfortheMEOverywell,butnotsowellfortheGEO,andsometimes,thefittingvaluesofsomeparametersareoverruntheboundaryoftheuserinterfaceforGEOsatellites.Inordertofindoutthecauseofthetwoproblems,thephy

3、sicalmeaningandcorrelationoftheparametersareresearchedbytheoreticalanalysisandnumericaltestinthispaper.Accordingtotheresearch,itfindoutthatthecorrelationoftheparametersisrelatedtothegeometricalandperturbationcharacteristicoftheorbit.Theparameterswhicharerelatedtoorbitalshapeanditsevolutionhavehi

4、ghcorrelationwitheachother,andtheparameterswhicharerelatedtoorbitalorientationandit’salsohavehighcorrelationwitheachother.ThecauseoftheoverrunningparameternisthesmallinclinationofGEOandthelunarperturbation.Thesmallinclinationcanalsomakeaill-conditionedprobleminnormalequation.Thecoordinaterotati

5、oncansolvealltheproblemcausedbysmallinclination,themagnitudeoftheangleofrotationdeterminetheamplitudeoftheparametern.Keywords:broadcastephemeris;correlation;physicalmeaning;lunarperturbation广播星历参数物理意义分析与相关性研究11211黄华，周建华，刘林，刘利，何峰1.北京环球信息应用开发中心,北京,中华人民共和国,1000942.南京大学天文与空间科学学院，南京,中华人民共和国,210093【摘

6、要】广播星历参数拟合精度直接影响卫星导航系统的服务性能。针对GPS系统广播星历模型对MEO卫星具有较高的拟合精度，但对GEO卫星拟合效果不佳并且存在部分参数超限的问题，本文从理论分析和数值验证两个角度深入研究了广播星历参数的物理意义以及各参数之间的相关性，在此基础上，通过理论分析给出了GEO卫星广播星历拟合中n超限问题的根源，进而论证分析了GPS广播星历模型对混合星座的适用性。通过本文的研究得出：广播星历各参数相关性与轨道的空间几何特征以及摄动演化规律密切相关，表达轨道面形状及其变化的参数之间相关性较强，而表达轨道定向及其变化的参数之间相关性较强；小倾角奇点会导致n等参数超限，且奇

7、点主要反映在第三体引力摄动中；小倾角奇点同样会引起拟合法方程奇异，导致拟合发散。理论分析和数值仿真都表明，采用坐标旋转法可以解决小倾角引起的所有问题，旋转的角度大小决定了n等参数的震荡范围。【关键词】广播星历；相关性；物理意义；月球摄动摄动和日月引力摄动的参数模型。GPS采用的16参1引言数模型具有拟合精度高，用户算法简单等特点，后来广播星历参数的拟合精度与稳定性直接影响卫星发展的卫星导航系统都采用类似的参数模型。导航卫导航系统的服务性能，目