GNSS掩星大气探测星座设计与构型控制方法研究PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1 课题背景及研究目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 天基GNSS掩星大气探测技术研究现状 3

1.2.2 卫星星座研究现状 13

1.2.3 GNSS掩星大气探测星座研究现状 20

1.2.4 GNSS掩星大气探测星座部署方法研究现状 23

1.2.5 星座构型保持策略研究现状 25

1.3 主要研究内容及章节安排 27

第2章 GNSS掩星大气探测星座研究 30

2.1 引言 30

2.2 天基GNSS掩星大气探测方法 31

2.2.1 地球大气 31

2.2.2 GNSS气象学 32

2.2.3 GNSS运行状态 33

2.2.4 天基GNSS掩星大气探测原理 37

2.2.5 天基GNSS掩星大气探测特点 38

2.3 GNSS掩星大气探测星座研究 39

2.3.1 GNSS掩星大气探测系统组成 39

2.3.2 GNSS掩星大气探测任务分析 42

2.3.3 GNSS掩星大气探测星座研究框架 45

2.4 GNSS掩星大气探测星座轨道动力学建模 48

2.4.1 星座构型描述 48

2.4.2 LEO卫星轨道摄动方程 49

2.4.3 卫星轨道参数转换算法 52

2.4.4 卫星轨道与星座模型及符号定义 55

2.5 本章小结 56

第3章 GNSS掩星大气探测星座性能预估方法 57

3.1 引言 57

3.2 前向掩星模拟 58

3.2.1 方法描述与问题分析 58

3.2.2 GNSS RO信号传播路径模拟方案 59

3.2.3 基于指数大气模型的前向掩星模拟算法 66

3.2.4 仿真分析 70

3.3 GNSS掩星大气探测星座探测性能评价指标 74

3.3.1 GNSS掩星大气探测数据需求分析 74

3.3.2 掩星探测量与探测域指标 75

3.3.3 “双栅”均匀度评价指标 77

3.4 GNSS掩星大气探测性能预估仿真系统设计与实现 79

3.4.1 组成与功能设计 79

3.4.2 工作模式设计 80

3.4.3 功能模块设计 83

3.4.4 仿真试验 86

3.5 本章小结 89

第4章 GNSS掩星大气探测星座设计 90

4.1 引言 90

4.2 虚拟“星-地”遥感建模方法 91

4.2.1 GNSS掩星测点分布特性分析 91

4.2.2 虚拟“星-地”遥感建模 92

4.3 GNSS掩星大气探测星座设计准则 98

4.3.1 星座参数对探测量影响性分析 98

4.3.2 星座参数对探测覆盖域影响性分析 101

4.3.3 星座参数对探测覆盖均匀度影响性分析 104

4.3.4 GNSS掩星大气探测星座参数设计准则 105

4.4 智能优化算法 107

4.4.1 遗传算法 108

4.4.2 蚁群算法 109

4.5 基于“双栅”评价指标的掩星大气探测星座优化设计 112

4.5.1 GPS掩星大气探测星座优化设计 112

4.5.2 BDS掩星大气探测星座优化设计 113

4.5.3 BDS＋GPS掩星大气探测星座优化设计 117

4.5.4 4-GNSS掩星大气探测星座优化设计 121

4.5.5 仿真分析 125

4.6 本章小结 130

第5章 GNSS掩星大气探测星座部署方法与策略 132

5.1 引言 132

5.2 问题描述 133

5.3 玫瑰星座部署方法 133

5.3.1 玫瑰星座部署原理 133

5.3.2 停泊轨道设计 138

5.3.3 星座部署次序规划 142

5.4 玫瑰星座部署策略设计 146

5.4.1 星座部署影响因素分析 146

5.4.2 单星部署轨道机动时序规划 158

5.5 GNSS掩星大气探测星座部署策略仿真 169

5.5.1 仿真参数设置 169

5.5.2 仿真结果 171

5.6 本章小结 177

第6章 GNSS掩星大气探测星座构型保持策略 178

6.1 引言 178

6.2 星座构型漂移特性分析 178

6.2.1 标称构型稳定性分析 179

6.2.2 偏差构型漂移特性分析 180

6.3 星座构型保持策略 184

6.3.1 相对升交点赤经保持策略 184

6.3.2 绝对相位保持策略 185

6.3.3 相对相位保持策略 188

6.4 构型保持策略仿真 189

6.4.1 仿真参数设置 189

6.4.2 绝对相位保持策略仿真 190

6.4.3 相对相位保持策略仿真 191

6.4.4 比较分析 199

6.5 本章小结 199

第7章 星座部署与构型保持决策系统的设计与实现 200

7.1 引言 200

7.2 组成与功能设计 200

7.3 工作模式设计 205

7.3.1 星座部署仿真工作模式设计 205

7.3.2 掩星星座构型保持仿真工作模式设计 207

7.4 功能模块设计 209

7.4.1 仿真调度与数据管理模块 209

7.4.2 用户交互功能模块 210

7.4.3 星座部署策略模块 211

7.4.4 星座构型保持策略模块 212

7.4.5 轨道仿真模块 212

7.4.6 轨道预报模块 216

7.4.7 数据可视化功能模块 217

7.4.8 网络通信接口功能模块 217

7.5 仿真试验 218

7.5.1 星座部署决策试验 218

7.5.2 星座构型保持决策试验 227

7.6 本章小结 238

第8章 结论 239

参考文献 241

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