高精度导航卫星辐射压建模技术

目录 第1章 绪论 1 1.1 多模GNSS卫星导航系统 1 1.2 多模GNSS试验MGEX介绍 6 1.3 辐射压建模研究现状 7 1.4 辐射压建模必要性 12 1.5 本书结构 15 第2章 时空基准与卫星精密定轨理论 16 2.1 时间系统 16 2.1.1 时间系统定义 16 2.1.2 时间系统转换关系 18 2.2 坐标系统 19 2.2.1 坐标系统定义 19 2.2.2 坐标系统转换关系 20 2.3 卫星精密定轨理论 21 2.4 定轨精度评定方法 22 2.4.1 定轨精度定义 22 2.4.2 内符合精度 22 2.4.3 外符合精度 23 2.4.4 局限性 23 第3章 太阳辐射压建模理论与在轨测试 24 3.1 太阳辐射压建模理论 24 3.1.1 卫星直接太阳辐射摄动加速度 24 3.1.2 星体自身遮挡和阴影对有效面积的影响 33 3.1.3 对轨道根数长半轴、偏心率的影响 34 3.1.4 截面积变化对精密定轨的影响分析 34 3.2 导航卫星光压模型 35 3.2.1 **理论光压模型 36 3.2.2 ROCK4/42理论光压模型 37 3.2.3 ECOM九参数光压模型 39 3.2.4 JPL的GSPM.04模型 40 3.3 可调节参数盒翼模型建模方法 41 3.3.1 建模方法概述 41 3.3.2 太阳光压摄动影响因素分析 46 3.3.3 GPS Block IIF卫星的试验光压模型 47 3.3.4 北斗卫星半分析经验模型建模 49 3.3.5 参数估计策略 51 3.4 卫星姿态对太阳光压的影响 53 3.4.1 卫星姿态控制误差对导航伪距的影响 53 3.4.2 卫星偏航机动模式下的角度修正误差 55 3.4.3 正常偏航姿态模型 56 3.4.4 地影区的偏航姿态 57 3.5 在轨数据验证及结果分析 58 3.5.1 试验数据及解算方案 58 3.5.2 针对GPS卫星的IIF模型试验 59 3.5.3 北斗卫星利用全球网定轨结果分析 72 3.5.4 北斗试验卫星区域网定轨结果分析 81 3.6 太阳辐射压建模总结与建议 91 第4章 太阳辐照度变化对导航卫星精密定轨的影响分析 92 4.1 太阳辐照度基本概念 92 4.2 太阳辐照度理论推导 94 4.3 太阳辐照度与太阳光压模型 96 4.4 太阳辐照度变化特征及对精密定轨的影响分析 97 4.4.1 太阳辐照度变化特征研究 97 4.4.2 针对GPS卫星的影响测试 98 4.4.3 针对北斗卫星的影响测试 103 4.5 太阳辐照度变化影响特征总结及建议 110 第5章 北斗卫星地影模型精化 112 5.1 地影模型概述 112 5.2 几种地影模型的建模方法 113 5.2.1 圆柱投影与圆锥投影 113 5.2.2 考虑地球扁率与大气效应的地影模型 117 5.3 针对北斗卫星的地影模型实验 131 5.3.1 地影因子与光压加速度 132 5.3.2 SLR检核 134 5.3.3 星间链路检核 139 5.4 地影模型比较结果及建议 142 第6章 地球辐射压建模理论与在轨测试 143 6.1 地球辐射压影响机理143 6.2 地球辐射压摄动建模145 6.2.1 点源地球辐射压模型及地球辐射压摄动在轨分析 146 6.2.2 数值格网地球辐射压模型 147 6.3 GPS卫星地球辐射压模型试验及精度分析 149 6.4 北斗卫星地球辐射压模型试验及精度分析 153 6.5 地球辐射压模型比较结果及建议 156 第7章 卫星热辐射压建模理论与在轨测试 157 7.1 星体热辐射压摄动建模 157 7.1.1 卫星热辐射压的物理机制 157 7.1.2 热辐射致力的基本模型 158 7.1.3 多层隔热（MLI）材料的热致力 160 7.2 基于数值积分的有限元分析方法建模 163 7.3 星体热辐射压建模试验结果与比较分析 164 7.4 卫星热辐射压建模影响因素讨论 167 第8章 卫星天线电磁辐射压建模理论与在轨测试 168 8.1 卫星天线电磁辐射压模型 168 8.1.1 影响物理机制 168 8.1.2 天线方向图数据的应用 169 8.1.3 天线辐射反力模型误差与处理 170 8.2 GPS卫星天线电磁辐射压模型试验及结果分析 171 8.3 北斗卫星天线电磁辐射压试验及结果分析 174 8.4 卫星天线电磁辐射压建模讨论 177 第9章 综合辐射压建模与试验分析 178 9.1 综合辐射压建模背景 178 9.2 试验数据与方案 178 9.3 GPS综合辐射压模型试验结果及分析 179 9.4 北斗卫星综合辐射压模型试验结果及分析 180 9.5 综合辐射压建模讨论 184 参考文献 185 缩略语 193 附录 195