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精密轨道确定是全球卫星导航系统和高分辨率对地观测系统发展中的核心关键技术,提高卫星轨道的精度及可靠性对改善系统整体性能、拓展系统应用领域具有重要的现实意义。本文针对我国北斗混合导航星座和机动条件下的低轨卫星编队精密轨道确定问题展开研究,主要工作包括以下四个方面。一、针对低仰角的北斗GEO载波相位数据中存在频繁的小周跳问题,提出了一种基于双频相位无几何距离组合的增强周跳探测方法。首先,设计了一种基于差分数据的抗差多项式拟合算法,剔除双频相位无几何距离组合序列中电离层延迟变化趋势项。然后,采用GARCH模型对拟合残差序列的条件异方差进行建模估计,自适应地确定每个历元处的周跳探测阈值。仿真和实测数据处理结果表明:采用本文提出的增强周跳探测方法,能够有效识别出北斗GEO载波相位数据中的频繁小周跳。即使在电离层变化剧烈时,也能够得到可靠的周跳探测结果。二、分析了CODE新光压模型EECOM对北斗二代混合导航星座精密轨道确定的影响。研究表明:对GEO卫星而言,EECOM模型能够明显改善定轨精度,相比于传统的ECOM-9和ECOM-5模型,卫星激光测距检核精度分别提高17.4%和35.1%。而对IGSO和MEO卫星而言,采用ECOM-5模型的定轨精度要优于EECOM和ECOM-9模型,新光压模型EECOM并不能有效改善IGSO和MEO卫星的定轨精度。与IGS数据分析中心WHU、GFZ和CODE的轨道产品互比对结果(3D RMS)显示:目前,GEO卫星的定轨精度为1-4 m,IGSO卫星的定轨精度为25-30 cm,MEO卫星的定轨精度为10-20 cm。三、针对编队卫星在轨运行期间的频繁机动问题,在缩减动力学定轨框架下提出了一种有效的机动处理方法。通过机动力的常值加速度建模以及机动附近单步、多步混合积分器的设计,可以有效消除机动对低轨卫星精密轨道确定的影响。GRACE卫星实测数据处理结果表明:利用本文提出的方法,卫星在机动条件下的绝对定轨精度优于3 cm(3D RMS,与DLR机动校准后的轨道进行比较),相对定轨精度优于0.7 mm(RMS,KBR检核)。此外,利用精密定轨过程中获得的机动参数估计结果,还可以进一步评估卫星的实际控制效果,为后续的轨道控制计划提供可靠依据。四、针对卫星在轨运行期间的质心与地面标校结果不一致问题,研究了质心误差对分布式InSAR基线确定的影响及消除方法。仿真分析表明:星体系x、y方向的质心误差对基线解算影响很小,而z方向的质心误差对基线解算影响显著。提出了两种消除卫星z方向质心误差影响的方法:一是在星载GNSS定轨过程中增加轨道径向的常值经验加速度估计;二是增加星体系z方向的质心偏差估计。实验结果表明:采用本文提出的方法,98%以上的卫星质心误差影响可被消除。