星載GNSS衛(wèi)星編隊(duì)相對(duì)導(dǎo)航技術(shù)

1 緒 論
1．1 衛(wèi)星編隊(duì)概念
1．2 衛(wèi)星編隊(duì)的特點(diǎn)
1．3 衛(wèi)星編隊(duì)的發(fā)展趨勢(shì)
1．3．1 加強(qiáng)與擴(kuò)大衛(wèi)星編隊(duì)飛行的應(yīng)用領(lǐng)域
1．3．2 加強(qiáng)小衛(wèi)星編隊(duì)飛行各組成子系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的研究
1．3．3 編隊(duì)衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)化研究
1．4 星載GNSS編隊(duì)飛行的意義
1．4．1 星載GNSS相對(duì)導(dǎo)航的意義
1．4．2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展概述
1．5 相關(guān)研究進(jìn)展
2 編隊(duì)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
2．1 編隊(duì)飛行所用坐標(biāo)系統(tǒng)
2．1．1 地心慣性坐標(biāo)系
2．1．2 地心地固坐標(biāo)系
2．1．3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)參考坐標(biāo)系
2．1．4 軌道坐標(biāo)系
2．1．5 本體坐標(biāo)系
2．2 時(shí)間系統(tǒng)
2．2．1 時(shí)間基準(zhǔn)
2．2．2 歷法
2．2．3 時(shí)間系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
2．3 基于動(dòng)力學(xué)的編隊(duì)飛行分析
2．3．1 編隊(duì)飛行動(dòng)力學(xué)方程
2．3．2 編隊(duì)飛行動(dòng)力學(xué)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程的解析解
2．3．3 編隊(duì)飛行相對(duì)運(yùn)動(dòng)特性
2．4 基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的編隊(duì)飛行分析
2．4．1 編隊(duì)飛行運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
2．4．2 編隊(duì)飛行運(yùn)動(dòng)學(xué)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程的解析解
2．4．3 動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方法比較
2．5 編隊(duì)衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)分析
2．5．1 近地軌道的受攝運(yùn)動(dòng)
2．5．2 J2攝動(dòng)作用下編隊(duì)構(gòu)型的表達(dá)
2．5．3 大氣攝動(dòng)作用下編隊(duì)構(gòu)型的穩(wěn)定性
3 GNSS相對(duì)導(dǎo)航定位原理
3．1 觀測(cè)方程
3．1．1 GNSS測(cè)量的基本觀測(cè)量
3．1．2 測(cè)碼偽距測(cè)量
3．1．3 測(cè)相偽距測(cè)量
3．2 精密相對(duì)導(dǎo)航定位數(shù)學(xué)模型
3．2．1 有幾何觀測(cè)模型
3．2．2 無幾何觀測(cè)模型
3．2．3 時(shí)間平均模型
3．2．4 有幾何模型和無幾何模型的比較
3．2．5 隨機(jī)模型
3．3 誤差分析
3．3．1 衛(wèi)星軌道誤差
3．3．2 衛(wèi)星鐘差誤差
3．3．3 衛(wèi)星天線相位中心改正
3．3．4 電離層延遲
3．3．5 對(duì)流層延遲
3．3．6 接收機(jī)天線相位中心改正
3．3．7 相對(duì)論效應(yīng)
3．3．8 多路徑效應(yīng)
4 衛(wèi)星編隊(duì)狀態(tài)估計(jì)與分析
4．1 常規(guī)卡爾曼濾波算法
4．1．1 線性系統(tǒng)卡爾曼濾波
4．1．2 自適應(yīng)卡爾曼濾波
4．1．3 擴(kuò)展卡爾曼濾波
4．2 UKF濾波
4．2．1 UT變換
4．2．2 UKF濾波算法
4．2．3 自適應(yīng)UKF濾波
4．3 粒子濾波理論
4．3．1 貝葉斯濾波
4．3．2 粒子濾波算法實(shí)現(xiàn)
5 衛(wèi)星編隊(duì)仿真設(shè)計(jì)
5．1 GNSS仿真功能
5．2 數(shù)據(jù)仿真
5．2．1 導(dǎo)航星座仿真
5．2．2 衛(wèi)星鐘差與接收機(jī)鐘差仿真
5．2．3 星上設(shè)備時(shí)延差TGD仿真
5．2．4 電離層延遲仿真模型
5．2．5 對(duì)流層延遲仿真
5．2．6 接收機(jī)觀測(cè)噪聲與多路徑效應(yīng)仿真模型
5．2．7 地球自轉(zhuǎn)改正
5．2．8 相對(duì)論效應(yīng)改正
5．2．9 用戶軌跡仿真模型
5．2．1 RNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)仿真模型
5．3 觀測(cè)數(shù)據(jù)仿真應(yīng)用及驗(yàn)證
5．3．1 靜態(tài)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
5．3．2 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
5．4 衛(wèi)星編隊(duì)飛行可視化三維仿真設(shè)計(jì)
5．4．1 動(dòng)力學(xué)仿真模塊
5．4．2 無攝條件下三維場(chǎng)景仿真
5．4．3 有攝相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)仿真
5．4．4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢模塊
5．5 基于編隊(duì)衛(wèi)星GNSS可見性的研究
5．5．1 GNSS服務(wù)空域
5．5．2 衛(wèi)星仰角大于零時(shí)高空載體可見性分析
5．5．3 衛(wèi)星仰角小于零時(shí)高空載體可見性分析
5．5．4 仿真結(jié)果與分析
6 GNSS觀測(cè)值數(shù)據(jù)預(yù)處理
6．1 GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析
6．1．1 多項(xiàng)式擬合與觀測(cè)數(shù)據(jù)相減
6．1．2 同一頻率不同類型觀測(cè)量相減
6．1．3 衛(wèi)星載噪比分析
6．2 常用周跳探測(cè)與修復(fù)方法
6．2．1 偽距相位組合法
6．2．2 多項(xiàng)式擬合法
6．2．3 電離層殘差法
6．3 基于多頻觀測(cè)數(shù)據(jù)線性組合
6．3．1 研究多頻數(shù)據(jù)組合的原因
6．3．2 組合觀測(cè)值的定義
6．3．3 組合觀測(cè)值性質(zhì)分析
6．4 消除電離層二階項(xiàng)影響的組合特性
6．5 BDS探測(cè)周跳的組合
6．5．1 失鎖時(shí)間較短的周跳探測(cè)和修復(fù)
6．5．2 失鎖時(shí)間較長的周跳探測(cè)和修復(fù)
7 星載GNSS衛(wèi)星編隊(duì)絕對(duì)定位
7．1 利用多頻載波相位組合進(jìn)行單點(diǎn)定位
7．1．1 碼相組合確定整周模糊度
7．1．2 多頻載波單點(diǎn)定位基本模型
7．1．3 不同載波相位組合單點(diǎn)定位結(jié)果及比較
7．1．4 多頻載波相位組合單點(diǎn)定位比較
7．2 多頻碼相位單點(diǎn)定位中漸消因子擴(kuò)展卡爾曼濾波
7．3 多頻碼相組合單點(diǎn)定位中基于殘差信息的改進(jìn)抗差濾波
7．3．1 M估計(jì)在單點(diǎn)定位中的應(yīng)用
7．3．2 預(yù)測(cè)殘差抗差Kalman濾波
8 星載GNSS衛(wèi)星編隊(duì)相對(duì)導(dǎo)航定位
8．1 整周模糊度的浮點(diǎn)解
8．1．1 動(dòng)態(tài)方程中的病態(tài)性問題
8．1．2 浮點(diǎn)解的先驗(yàn)方差
8．2 整周模糊度搜索解法
8．2．1 整周模糊度的搜索空間
8．2．2 整周模糊度的降相關(guān)處理
8．2．3 模糊度搜索
8．3 整周模糊度的其他解法
8．3．1 模糊度函數(shù)法（AMF）
8．3．2 雙頻P碼偽距法
8．3．3 多頻模糊度解法
8．4 整周模糊度的確定準(zhǔn)則
8．4．1 Ratio檢驗(yàn)
8．4．2 重復(fù)性檢驗(yàn)
8．4．3 相位殘差多項(xiàng)式擬合檢驗(yàn)
8．4．4 Ratio變率檢驗(yàn)法
參考文獻(xiàn)