目前,中国的BDS系统正处在BDS-2和BDS-3混合使用的时期。所有的BDS卫星星体上都荷载了卫星激光反射器阵列来进行卫星激光测距(SLR),而SLR能够直接独立获得亚厘米级的距离测量值。藉由此,本文利用纯SLR NPs观测量数据确定BDS-2和BDS-3卫星从2019年1月1日到6月30日(半年)间的精密轨道,包括1颗BDS-2 GEO,3颗BDS-2 IGSO,1颗BDS-2 MEO以及4颗BDS-3 MEO。在本文处理策略中,首先利用SLR检核WUM微波精密轨道来标记和剔除糟糕的SLR观测量;之后,解算3/5/7/9天长弧段解来研究纯SLR不同弧长解的精密轨道确定精度质量,并检验多天弧段的最优解;最后,探究和讨论了纯SLR 3/5/7/9天长弧段解的精密轨道确定精度与SLR观测量个数、SLR测站个数之间的依赖关系。
结果表明:在2019年半年的时间序列中,WUM提供的BDS卫星微波精密轨道的SLR检核残差整体RMS分别为19.0/5.2~7.3/3.4/4.4~5.7 cm,分别对应BDS-2 GEO C01/BDS-2 IGSO/BDS-2 MEO C11/BDS-3 MEO卫星。在BDS IGSO/MEO卫星中,纯SLR 9天解的精密轨道确定精度最优(如附图所示);其中,MEO卫星在R/T/N方向上的重叠弧段RMS中间值分别为3.6~5.7/12.4~21.6/15.6~23.9 cm,与WUM微波精密轨道比较的值分别为5.7~9.6/15.0~36.8/16.5~35.2 cm;而BDS IGSO卫星的RMS中间值相比BDS MEO卫星在R/T/N方向上均要大3~10倍。同时,BDS MEO/IGSO卫星9天解重叠弧段的最优平均3D-RMS值分别为0.49/1.89 m;外部轨道比较的值分别为0.55/1.85 m;此外,由于只存在极其稀少的SLR观测量,BDS-2 GEO卫星的纯SLR精密轨道确定精度只能达到10 m级水平,甚至更差。经探究,为了获得稳定可靠的BDS卫星纯SLR精密轨道,7~9天弧长解是必要的。在每个长弧段解中,需要有超过50~80个的SLR观测量以及5~6个均匀分布于南、北半球的SLR测站,以提供较为充分的SLR观测量和观测几何。
附图BDS卫星纯SLR精密轨道确定的整体平均3D-RMS值
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引用格式:Yang H., Xu T., Nie W., Gao F., and Guan M. Precise Orbit Determination of BDS-2 and BDS-3 Using SLR. Remote Sensing. 2019, 11, 2735.