高精度导航卫星辐射压建模技术

本书系统地介绍了导航卫星辐射压，包括太阳辐射压（即太阳光压）、地球辐射压、卫星热辐射压和卫星天线电磁辐射压等建模现状、机理、方法，结合实测数据进行建模试验和结果分析，并针对太阳辐照度变化和考虑地球扁率与大气效应的地影模型进行了深入研究，指出目前的精密定轨精度必须考虑它们的影响，形成了适用于导航卫星特别是我国北斗卫星精密定轨的综合辐射压摄动模型，为进一步提高卫星导航系统定轨定位的精度及可用性提供支撑。本书可供天文、测绘、地球物理、航空航天、军事、气象等领域从事卫星精密定轨及其应用的科技人员参考，也可作为高等院校有关专业师生的教学参考书。

第1章绪论1
1.1多模GNSS卫星导航系统1
1.2多模GNSS试验MGEX介绍6
1.3辐射压建模研究现状7
1.4辐射压建模必要性12
1.5本书结构15
第2章时空基准与卫星精密定轨理论16
2.1时间系统16
2.1.1时间系统定义16
2.1.2时间系统转换关系18
2.2坐标系统19
2.2.1坐标系统定义19
2.2.2坐标系统转换关系20
2.3卫星精密定轨理论21
2.4定轨精度评定方法22
2.4.1定轨精度定义22
2.4.2内符合精度22
2.4.3外符合精度23
2.4.4局限性23
第3章太阳辐射压建模理论与在轨测试24
3.1太阳辐射压建模理论24
3.1.1卫星直接太阳辐射摄动加速度24
3.1.2星体自身遮挡和阴影对有效面积的影响33
3.1.3对轨道根数长半轴、偏心率的影响34
3.1.4截面积变化对精密定轨的影响分析34
3.2导航卫星光压模型35
3.2.1经典理论光压模型36
3.2.2ROCK4/42理论光压模型37
3.2.3ECOM九参数光压模型39
3.2.4JPL的GSPM.04模型40
3.3可调节参数盒翼模型建模方法41
3.3.1建模方法概述41
3.3.2太阳光压摄动影响因素分析46
3.3.3GPSBlockIIF卫星的试验光压模型47
3.3.4北斗卫星半分析经验模型建模49
3.3.5参数估计策略51
3.4卫星姿态对太阳光压的影响53
3.4.1卫星姿态控制误差对导航伪距的影响53
3.4.2卫星偏航机动模式下的角度修正误差55
3.4.3正常偏航姿态模型56
3.4.4地影区的偏航姿态57
3.5在轨数据验证及结果分析58
3.5.1试验数据及解算方案58
3.5.2针对GPS卫星的IIF模型试验59
3.5.3北斗卫星利用全球网定轨结果分析72
3.5.4北斗试验卫星区域网定轨结果分析81
3.6太阳辐射压建模总结与建议91
第4章太阳辐照度变化对导航卫星精密定轨的影响分析92
4.1太阳辐照度基本概念92
4.2太阳辐照度理论推导94
4.3太阳辐照度与太阳光压模型96
4.4太阳辐照度变化特征及对精密定轨的影响分析97
4.4.1太阳辐照度变化特征研究97
4.4.2针对GPS卫星的影响测试98
4.4.3针对北斗卫星的影响测试103
4.5太阳辐照度变化影响特征总结及建议110
第5章北斗卫星地影模型精化112
5.1地影模型概述112
5.2几种地影模型的建模方法113
5.2.1圆柱投影与圆锥投影113
5.2.2考虑地球扁率与大气效应的地影模型117
5.3针对北斗卫星的地影模型实验131
5.3.1地影因子与光压加速度132
5.3.2SLR检核134
5.3.3星间链路检核139
5.4地影模型比较结果及建议142
第6章地球辐射压建模理论与在轨测试143
6.1地球辐射压影响机理143
6.2地球辐射压摄动建模145
6.2.1点源地球辐射压模型及地球辐射压摄动在轨分析146
6.2.2数值格网地球辐射压模型147
6.3GPS卫星地球辐射压模型试验及精度分析149
6.4北斗卫星地球辐射压模型试验及精度分析153
6.5地球辐射压模型比较结果及建议156
第7章卫星热辐射压建模理论与在轨测试157
7.1星体热辐射压摄动建模157
7.1.1卫星热辐射压的物理机制157
7.1.2热辐射致力的基本模型158
7.1.3多层隔热（MLI）材料的热致力160
7.2基于数值积分的有限元分析方法建模163
7.3星体热辐射压建模试验结果与比较分析164
7.4卫星热辐射压建模影响因素讨论167
第8章卫星天线电磁辐射压建模理论与在轨测试168
8.1卫星天线电磁辐射压模型168
8.1.1影响物理机制168
8.1.2天线方向图数据的应用169
8.1.3天线辐射反力模型误差与处理170
8.2GPS卫星天线电磁辐射压模型试验及结果分析171
8.3北斗卫星天线电磁辐射压试验及结果分析174
8.4卫星天线电磁辐射压建模讨论177
第9章综合辐射压建模与试验分析178
9.1综合辐射压建模背景178
9.2试验数据与方案178
9.3GPS综合辐射压模型试验结果及分析179
9.4北斗卫星综合辐射压模型试验结果及分析180
9.5综合辐射压建模讨论184
参考文献185
缩略语193
附录195