星載GNSS衛(wèi)星編隊相對導航技術

1 緒 論
1．1 衛(wèi)星編隊概念
1．2 衛(wèi)星編隊的特點
1．3 衛(wèi)星編隊的發(fā)展趨勢
1．3．1 加強與擴大衛(wèi)星編隊飛行的應用領域
1．3．2 加強小衛(wèi)星編隊飛行各組成子系統(tǒng)及相關技術的研究
1．3．3 編隊衛(wèi)星標準化研究
1．4 星載GNSS編隊飛行的意義
1．4．1 星載GNSS相對導航的意義
1．4．2 衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展概述
1．5 相關研究進展
2 編隊衛(wèi)星運動學和動力學基礎
2．1 編隊飛行所用坐標系統(tǒng)
2．1．1 地心慣性坐標系
2．1．2 地心地固坐標系
2．1．3 相對運動參考坐標系
2．1．4 軌道坐標系
2．1．5 本體坐標系
2．2 時間系統(tǒng)
2．2．1 時間基準
2．2．2 歷法
2．2．3 時間系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換關系
2．3 基于動力學的編隊飛行分析
2．3．1 編隊飛行動力學方程
2．3．2 編隊飛行動力學相對運動方程的解析解
2．3．3 編隊飛行相對運動特性
2．4 基于運動學的編隊飛行分析
2．4．1 編隊飛行運動學方程
2．4．2 編隊飛行運動學相對運動方程的解析解
2．4．3 動力學與運動學方法比較
2．5 編隊衛(wèi)星的受攝運動分析
2．5．1 近地軌道的受攝運動
2．5．2 J2攝動作用下編隊構(gòu)型的表達
2．5．3 大氣攝動作用下編隊構(gòu)型的穩(wěn)定性
3 GNSS相對導航定位原理
3．1 觀測方程
3．1．1 GNSS測量的基本觀測量
3．1．2 測碼偽距測量
3．1．3 測相偽距測量
3．2 精密相對導航定位數(shù)學模型
3．2．1 有幾何觀測模型
3．2．2 無幾何觀測模型
3．2．3 時間平均模型
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 對流層延遲
3．3．6 接收機天線相位中心改正
3．3．7 相對論效應
3．3．8 多路徑效應
4 衛(wèi)星編隊狀態(tài)估計與分析
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 自適應卡爾曼濾波
4．1．3 擴展卡爾曼濾波
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 粒子濾波算法實現(xiàn)
5 衛(wèi)星編隊仿真設計
5．1 GNSS仿真功能
5．2 數(shù)據(jù)仿真
5．2．1 導航星座仿真
5．2．2 衛(wèi)星鐘差與接收機鐘差仿真
5．2．3 星上設備時延差TGD仿真
5．2．4 電離層延遲仿真模型
5．2．5 對流層延遲仿真
5．2．6 接收機觀測噪聲與多路徑效應仿真模型
5．2．7 地球自轉(zhuǎn)改正
5．2．8 相對論效應改正
5．2．9 用戶軌跡仿真模型
5．2．1 RNSS觀測數(shù)據(jù)仿真模型
5．3 觀測數(shù)據(jù)仿真應用及驗證
5．3．1 靜態(tài)數(shù)據(jù)驗證
5．3．2 動態(tài)數(shù)據(jù)驗證
5．4 衛(wèi)星編隊飛行可視化三維仿真設計
5．4．1 動力學仿真模塊
5．4．2 無攝條件下三維場景仿真
5．4．3 有攝相對運動動力學仿真
5．4．4 數(shù)據(jù)存儲與查詢模塊
5．5 基于編隊衛(wèi)星GNSS可見性的研究
5．5．1 GNSS服務空域
5．5．2 衛(wèi)星仰角大于零時高空載體可見性分析
5．5．3 衛(wèi)星仰角小于零時高空載體可見性分析
5．5．4 仿真結(jié)果與分析
6 GNSS觀測值數(shù)據(jù)預處理
6．1 GNSS觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析
6．1．1 多項式擬合與觀測數(shù)據(jù)相減
6．1．2 同一頻率不同類型觀測量相減
6．1．3 衛(wèi)星載噪比分析
6．2 常用周跳探測與修復方法
6．2．1 偽距相位組合法
6．2．2 多項式擬合法
6．2．3 電離層殘差法
6．3 基于多頻觀測數(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 組合觀測值的定義
6．3．3 組合觀測值性質(zhì)分析
6．4 消除電離層二階項影響的組合特性
6．5 BDS探測周跳的組合
6．5．1 失鎖時間較短的周跳探測和修復
6．5．2 失鎖時間較長的周跳探測和修復
7 星載GNSS衛(wèi)星編隊絕對定位
7．1 利用多頻載波相位組合進行單點定位
7．1．1 碼相組合確定整周模糊度
7．1．2 多頻載波單點定位基本模型
7．1．3 不同載波相位組合單點定位結(jié)果及比較
7．1．4 多頻載波相位組合單點定位比較
7．2 多頻碼相位單點定位中漸消因子擴展卡爾曼濾波
7．3 多頻碼相組合單點定位中基于殘差信息的改進抗差濾波
7．3．1 M估計在單點定位中的應用
7．3．2 預測殘差抗差Kalman濾波
8 星載GNSS衛(wèi)星編隊相對導航定位
8．1 整周模糊度的浮點解
8．1．1 動態(tài)方程中的病態(tài)性問題
8．1．2 浮點解的先驗方差
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則
8．4．1 Ratio檢驗
8．4．2 重復性檢驗
8．4．3 相位殘差多項式擬合檢驗
8．4．4 Ratio變率檢驗法
參考文獻