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大气折射引起的卫星测控系统速度误差分析

孙方 朱庆林 刘琨 王红光 林乐科

孙方,朱庆林,刘琨,等. 大气折射引起的卫星测控系统速度误差分析[J]. 电波科学学报,xxxx,x(x): x-xx. DOI: 10.12265/j.cjors.2021240
引用本文: 孙方,朱庆林,刘琨,等. 大气折射引起的卫星测控系统速度误差分析[J]. 电波科学学报,xxxx,x(x): x-xx. DOI: 10.12265/j.cjors.2021240
SUN F, ZHU Q L, LIU K, et al. Analysis of velocity error of satellite TT&C system caused by atmospheric refraction[J]. Chinese journal of radio science,xxxx,x(x): x-xx. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2021240
Citation: SUN F, ZHU Q L, LIU K, et al. Analysis of velocity error of satellite TT&C system caused by atmospheric refraction[J]. Chinese journal of radio science,xxxx,x(x): x-xx. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2021240

大气折射引起的卫星测控系统速度误差分析

doi: 10.12265/j.cjors.2021240
基金项目: 院士工作室基金(A332103Y13, A172003Y01);自然科学基金(61971385)
详细信息
    作者简介:

    孙方(1982—),女,高工,现在中国电波传播研究所主要从事电波传播、电波折射修正等方面的工作

    朱庆林(1981—),男,博士,研究员,现在中国电波传播研究所主要从事大气遥感、GNSS技术以及环境监测等工作

    刘琨(1979—),男,博士生,高工,现在中国电波传播研究所主要从事GNSS测量、电离层探测与反演以及电波折射修正等工作

    王红光(1980—),男,博士,研究员,现在中国电波传播研究所主要从事电波传播、大气波导、环境监测等方面的工作

    林乐科(1972—),男,博士,研究员,现在中国电波传播研究所主要从事大气遥感、GNSS技术以及环境监测等工作

    通讯作者:

    孙方 E-mail: sf427@163.com

  • 中图分类号: TN011+.3

Analysis of velocity error of satellite TT&C system caused by atmospheric refraction

  • 摘要: 由于大气各高度层介电特性的不均匀性,无线电波沿地空链路传播时会产生折射效应,为卫星的定轨测控系统引来不同程度的折射误差. 针对单频单站卫星系统的定轨方式,给出了基于多普勒频移测速原理的高精度速度误差修正算法,并与基于距离误差变化率原理的测速算法和实测数据进行了比较,验证了算法的准确性. 利用修正算法分别仿真计算了大气折射时延效应和弯曲效应导致的速度误差;基于不同频段、不同轨道高度的卫星系统参数,比较分析了对流层、电离层折射效应造成的速度误差变化特性. 分析结果可为当前地空链路的卫星测控系统提供准确的速度误差修正量参考,进而合理准确地评估大气折射对星载单频接收机测速误差的影响.
  • 图  1  目标运动速度方向示意图

    Fig.  1  Schematic diagram of the direction of the target motion velocity

    图  2  卫星运动速度随仰角的变化

    Fig.  2  Change of satellite motion velocity with elevation angle

    图  3  不同采样间隔的速度误差相差量比较

    Fig.  3  Comparison of the velocity errors difference between different sampling intervals

    图  4  速度误差修正量比较

    Fig.  4  Comparison of speed error corrections

    图  5  速度误差精度统计结果

    Fig.  5  Speed error accuracy statistical result

    图  6  不同频段下的折射指数剖面

    Fig.  6  The refractive index profile at the different frequency bands

    图  7  速度时延效应误差和弯曲效应误差比较结果

    Fig.  7  Comparison results of delay effect velocity error and bending effect velocity error

    图  8  不同卫星轨道高度的速度误差随仰角的变化

    Fig.  8  Change of velocity error with different satellite orbital heights

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-02
  • 录用日期:  2022-01-12
  • 网络出版日期:  2022-01-12

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