《基於現代GNSS測量的編隊星載InSAR系統時空動態基線確定》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由姚靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於現代GNSS測量的編隊星載InSAR系統時空動態基線確定
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：姚靜
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
星載InSAR系統是當前國際遙感領域先進的測繪偵察體制之一，分散式衛星平台之間的時空動態基線高精度獲取則是其成功實現的重要前提。基線確定過程包含了大量複雜非確定模型與參數而不利於高精度解算，星間相對運動的高度動態性與收發波束的時間差異性更是增加了編隊空間環境下保精度獲取高數據率基線信息的難度。本項目擬揭示基線時空動態變化規律，闡明現代GNSS測量編隊星間基線的機制，提供基線確定的先進理論，包括：合理的數據信息開採、可靠的觀測模型與誤差模型、精確的相對運動最優參數化表示模型、有效的融合估計方法、整周模糊度解算與校驗方法、星間狀態到基線的映射轉換模型以及客觀的評價體系等，從而獲取複雜空間環境下的高精度時空動態基線。同時結合我國北斗二代導航系統，研究InSAR基線測量新體制與新方法，給出客觀的精度評價體系，提供GNSS測量信息優質開採的思路，為編隊精確控制和科學數據的精確解譯奠定基礎。
結題摘要
編隊星載InSAR系統結構層次多、複雜程度高，為保證衛星正常運營和操作管理，以及為系統的後續信號處理提供輸入，有必要研究適合編隊飛行空間測量環境和體現衛星相對狀態本質變化特徵的基線確定方法，從而為編隊精確控制和科學數據的精確解譯奠定基礎。本項目在揭示基線時空動態變化規律的基礎上，基於現代化GNSS測量編隊星間基線的機制，建立了編隊星載InSAR系統基線高精度確定的完整框架，抑制了觀測數據誤差與模型化誤差，實現了時空動態基線的高精度估計與評價。取得的主要研究成果如下： （1）編隊飛行空間環境下的相對運動最優參數化表示模型：基於函式逼近理論提出了編隊星間相對定位樣條表示模型，並面向北斗仿真星座進行編隊衛星相對定位模擬，提供了多頻觀測信息和參數化表示模型在改善星間相對位置解算精度方面的理論基礎與實例； （2）高精度編隊星間相對定位事後處理方法：針對雙星相對位置、速度的確定問題，系統地研究了基於寬窄巷雙差整周模糊度確定策略的高精度星間相對定位方法，提出了一種基於先驗相對軌道和鐘差解的雙差整周模糊度確定方法，有效提高了雙差整周模糊度確定的成功率和相對定位精度，成功實現了GRACE衛星編隊毫米量級星間相對定位；此外提出了適合編隊環境的多頻GNSS整周模糊度解算方法； （3）基於GNSS組合觀測的多源數據融合：在星載GNSS數據建模與預處理基礎上，給出可靠的觀測模型與誤差模型，合理利用組合GNSS數據信息研究星間基線確定問題，並針對分步部署的異質星座給出其不同階段的定位性能； （4）基線轉換完整映射模型及其精度分析評估體系：基於對編隊飛行環境下InSAR工作背景的掌握以及對時間、空間基準的理解，建立了由星間相對狀態到基線的映射，提出了時間域與空間域基線確定的誤差建模與分析方法，並給出了客觀的誤差傳遞機理與精度評價體系。 項目研究中特別注重基礎研究與套用背景相結合，成果可在我國新的衛星載荷上進行實際驗證。研究推動了GNSS相對導航定位方向的進展，為編隊星載InSAR系統的實現提供了理論基礎與技術支撐。
