平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用

秦显平; 杨元喜

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平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用

秦显平, 杨元喜

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秦显平, 杨元喜. 平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(10): 1176-1180.

引用本文:

秦显平, 杨元喜. 平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(10): 1176-1180.

QIN Xianping, YANG Yuanxi. Applications of Square Root Filtering/Smoothing/ Bidirectional Filtering on GPS-based Orbit Determination for LEO[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2009, 34(10): 1176-1180.

Citation:

QIN Xianping, YANG Yuanxi. Applications of Square Root Filtering/Smoothing/ Bidirectional Filtering on GPS-based Orbit Determination for LEO[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2009, 34(10): 1176-1180.

平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用

秦显平^1,2,
杨元喜²

¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²西安测绘研究所,西安市雁塔路中段1号,710054

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40474001,40604003)

详细信息

作者简介:
秦显平,工程师,硕士。主要从事卫星定轨研究。

中图分类号: P228.41

Applications of Square Root Filtering/Smoothing/ Bidirectional Filtering on GPS-based Orbit Determination for LEO

QIN Xianping^1,2,
YANG Yuanxi²

¹Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University,66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;²Xi'an Research Institute of Surveying and Mapping,1 Middle Yanta Road,Xi'an 710054,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(40474001,40604003)

摘要: 讨论了平方根滤波、卡尔曼平滑和双向滤波对卡尔曼滤波的改进,采用平方根滤波/平滑/双向滤波3种算法计算了两颗GRACE卫星轨道。采用GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星的星载GPS观测数据进行了定轨计算,并用JPL提供的GRACE卫星轨道及KBR(K-band ranging system)观测数据进行了外部检验。
- GPS /
- 卫星定轨 /
- 平方根 /
- 滤波 /
- 平滑
Abstract: In the paper,the improvements of square root filtering,Kalman smoothing and bidirectional filtering on Kalman filtering is discussed.Two GRACE satellites orbits are computed by using square root filtering/ smoothing/ bidirectional filtering.The results are compared with the orbits provided by JPL and independently validated with k-band ranging(KBR) data.By comparison and analysis,we find that POD using fixed-interval Kalman smoothing can improve the accuracy of square root extended Kalman filtering(SR-EKF) result at the beginning of the data arc.The result of bidirectional filtering can not only improve the accuracy of SR-EKF result at the beginning of the data arc evidently,but also improve the accuracy of orbits after steady of SR-EKF.We also find that the orbits of GRACE which computed using SR-EKF are at a level of about 20 cm in 3-Dimension position and about 10 cm in radial(R),transverse(T) and normal(N) direction respectively.The result of fixed-interval Kalman smoothing can get 15 cm in 3-Dimension position and about 8 cm in radial(R),transverse(T) and normal(N) direction respectively.The result of bidirectional filtering can get 10 cm in 3-Dimension position and about 5 cm in radial(R),transverse(T) and normal(N) direction respectively.
- GPS /
- satellite orbit determination /
- square root /
- filter /
- smoothing

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[3]	王利, 张勤, 黄观文, 田婕. 基于指数平滑法的GPS卫星钟差预报 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2017, 42(7): 995-1001. doi: 10.13203/j.whugis20150089
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[6]	周旭华, 王晓慧, 赵罡, 彭海龙, 吴斌. HY2A卫星的GPS/DORIS/SLR数据精密定轨 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(8): 1000-1005. doi: 10.13203/j.whugis20130730
[7]	罗飞雪, 戴吾蛟, 伍锡锈. 基于交叉证认的EMD滤波及其在GPS多路径效应中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(4): 450-453.
[8]	张清华, 隋立芬, 贾小林. 应用Jones-Tryon Kalman滤波器对在轨GPS Rb钟进行状态监测 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(4): 436-440.
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平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用

秦显平^1,2,
杨元喜²

¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²西安测绘研究所,西安市雁塔路中段1号,710054

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40474001,40604003)

作者简介:
秦显平,工程师,硕士。主要从事卫星定轨研究。

收稿日期: 2009-08-10
修回日期: 2009-08-10
刊出日期: 2009-10-05

中图分类号: P228.41

关键词:

GPS /

卫星定轨 /

平方根 /

滤波 /

平滑

摘要: 讨论了平方根滤波、卡尔曼平滑和双向滤波对卡尔曼滤波的改进,采用平方根滤波/平滑/双向滤波3种算法计算了两颗GRACE卫星轨道。采用GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星的星载GPS观测数据进行了定轨计算,并用JPL提供的GRACE卫星轨道及KBR(K-band ranging system)观测数据进行了外部检验。

English Abstract

Applications of Square Root Filtering/Smoothing/ Bidirectional Filtering on GPS-based Orbit Determination for LEO

QIN Xianping^1,2,
YANG Yuanxi²

¹Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University,66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;²Xi'an Research Institute of Surveying and Mapping,1 Middle Yanta Road,Xi'an 710054,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(40474001,40604003)

Received Date: 2009-08-10
Rev Recd Date: 2009-08-10
Publish Date: 2009-10-05

Keywords:

Abstract: In the paper,the improvements of square root filtering,Kalman smoothing and bidirectional filtering on Kalman filtering is discussed.Two GRACE satellites orbits are computed by using square root filtering/ smoothing/ bidirectional filtering.The results are compared with the orbits provided by JPL and independently validated with k-band ranging(KBR) data.By comparison and analysis,we find that POD using fixed-interval Kalman smoothing can improve the accuracy of square root extended Kalman filtering(SR-EKF) result at the beginning of the data arc.The result of bidirectional filtering can not only improve the accuracy of SR-EKF result at the beginning of the data arc evidently,but also improve the accuracy of orbits after steady of SR-EKF.We also find that the orbits of GRACE which computed using SR-EKF are at a level of about 20 cm in 3-Dimension position and about 10 cm in radial(R),transverse(T) and normal(N) direction respectively.The result of fixed-interval Kalman smoothing can get 15 cm in 3-Dimension position and about 8 cm in radial(R),transverse(T) and normal(N) direction respectively.The result of bidirectional filtering can get 10 cm in 3-Dimension position and about 5 cm in radial(R),transverse(T) and normal(N) direction respectively.

秦显平, 杨元喜. 平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(10): 1176-1180.

引用本文:

秦显平, 杨元喜. 平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(10): 1176-1180.

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作者简介: 秦显平,工程师,硕士。主要从事卫星定轨研究。

Applications of Square Root Filtering/Smoothing/ Bidirectional Filtering on GPS-based Orbit Determination for LEO

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平方根滤波/平滑/双向滤波在LEO星载GPS定轨中的应用

1信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;2西安测绘研究所,西安市雁塔路中段1号,710054

作者简介: 秦显平,工程师,硕士。主要从事卫星定轨研究。

English Abstract

Applications of Square Root Filtering/Smoothing/ Bidirectional Filtering on GPS-based Orbit Determination for LEO

1Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University,66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;2Xi'an Research Institute of Surveying and Mapping,1 Middle Yanta Road,Xi'an 710054,China

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作者简介:
秦显平,工程师,硕士。主要从事卫星定轨研究。

¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²西安测绘研究所,西安市雁塔路中段1号,710054

作者简介:
秦显平,工程师,硕士。主要从事卫星定轨研究。

¹Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University,66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;²Xi'an Research Institute of Surveying and Mapping,1 Middle Yanta Road,Xi'an 710054,China