[发明专利]基于低轨卫星星载GNSS技术的SLR台站三维坐标几何解算方法

权利要求书

1.基于低轨卫星星载GNSS技术的SLR台站三维坐标几何解算方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1.利用低轨卫星上搭载的GNSS接收机进行跟踪观测，在GNSS卫星多于三颗的条件下以非差法进行运动学精密定轨；

利用几何方式，使用星载GNSS观测量，由最小二乘方法估计每个历元的低轨卫星三维坐标；解算出的低轨卫星几何轨道信息作为SLR台站解算的起算数据；

s2.利用低轨卫星上装载的激光后向反射棱镜，得到地面SLR台站对低轨卫星的激光测距值；对SLR台站及SLR观测资料进行各项系统误差改正，将实际观测数据归算为SLR台站与低轨卫星质心之间的距离，将改正后的激光测距值作为SLR台站解算的几何观测值；

s3.利用解算出的多历元低轨卫星几何轨道信息和低轨卫星的激光测距值，建立观测方程，由最小二乘方法求解出地面SLR台站三维几何坐标，具体计算过程如下：

SLR台站对低轨卫星的观测方程为：

公式(1)中，低轨卫星在历元i的位置矢量为(xⁱ，yⁱ，zⁱ)；

SLR台站的真实位置矢量为(x，y，z)，ρ_slr是低轨卫星的激光测距值，Δρ_tro是大气折射延迟改正；Δρ_scc是卫星质心补偿修正；Δρ_rel是广义相对论效应修正，Δρ_ec是测站偏心改正，Δρ_syms是测站测距系统改正，Δρ_td为潮汐改正，Δρ_cm是地壳运动改正，ε是观测噪声，其中，低轨卫星的激光测距值的权是p_i；

定义SLR台站位置的近似坐标为(x₀,y₀,z₀)，将公式(1)在SLR台站近似坐标(x₀,y₀,z₀)处用泰勒级数展开后，保留一阶项，可得线性化的观测方程为：

公式(2)中，v_x，v_y，v_z分别为SLR台站近似位置处坐标三个分量x₀,y₀,z₀的改正数；其中，v_x＝x-x₀，v_y＝y-y₀，v_z＝z-z₀；

为从SLR台站近似位置至第i历元的低轨卫星之间的距离；

分别是从SLR台站近似位置到低轨卫星方向上的方向余弦；

令

当SLR台站对低轨卫星的观测历元数i>3时,误差方程可表示为：

v_i＝-l_iv_x-m_iv_y-n_iv_z+h_i (3)

公式(3)中，i＝1,2,…n,n＞3；

h_i为常数项，且

令：

V＝[v₁ v₂ v₃…v_n]^T；

X＝[v_x v_y v_z]^T；

H＝[-h₁ -h₂ -h₃…-h_n]^T；

则公式(2)可改写为：

相应的最小二乘解为：

利用解算出的改正数更新SLR台站近似位置的坐标(x₀,y₀,z₀)；

重复执行公式(3)-(5)计算，使不断逼近改正后的激光测距值；当满足迭代计算收敛精度时，则退出循环即可求得最终的SLR台站几何坐标及其精度。

2.根据权利要求1所述的基于低轨卫星星载GNSS技术的SLR台站三维坐标几何解算方法，其特征在于，所述步骤s1中，在解算出低轨卫星几何轨道信息后，将低轨卫星位置内插到SLR观测时刻；内插方法采用非动力学平滑的内插方法，内插精度保持毫米级精度。