深空网导航数据的测量和计算公式

图书标准信息

• 作者 [美]莫耶 著；刘迎春 译
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2006-08
• 版次 1
• ISBN 9787302130024
• 定价 98.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 316页
• 字数 364千字
• 丛书 JPL深空通信与导航丛书

【内容简介】

《深空网导航数据的测量和计算公式》介绍喷气推进实验室（JPL）的轨道确定程序Regres中的公式。该程序用于计算美国深空网（DSN）测站获取的各种观测量（如多普勒和距离测量）的计算值。该程序还用于计算观测量测量值的传播介质修正及观测量计算值对待估参数向量q的偏导数。DSN实际观测到的数据从轨道数据编辑程序（ODE）得到，利用《深空网导航数据的测量和计算公式》中给出的公式可以从这些数据计算出DSN各种数据类型的“测量值”。这些测量值通过OD文件提供给程序Regres。在程序ODE中计算的DSN各种数据类型测量值的定义，与在程序Regres中计算的DSN数据类型计算值的定义是相同的。ODP软件中的估计程序对待估参数进行微分改正，依据观测量测量值对观测量计算值进行最小二乘拟合。该处理中使用程序Regres计算出O-C（观测量测量值减去计算值）和观测量计算值对待估参数向量q的偏导数。这些待估参数的估计值确定了航天器的轨道。
上一次关于程序Regres中公式的外部报告是笔者在1971年撰写的（见《深空网导航数据的测量和计算公式》参考文献）。该报告中给出了ODP完整的公式。因此《深空网导航数据的测量和计算公式》仅给出程序Regres中的公式。笔者1963年到JPL即开始从事程序Regres的工作。在《深空网导航数据的测量和计算公式》出版前，程序Regres的部分公式曾包含在前述Moyer（1971）报告和JPL内部的一些备忘录中。

【目录】

第1章引言
第2章时间尺度和时间差
2.1概述
2.2时间尺度
2.2.1历书时
2.2.2国际原子时
2.2.3世界时（UT和UT1R）
2.2.4协调世界时
2.2.5GPS或TOPEX主控时
2.2.6测站时
2.3时间差
2.3.1ET-TAI
2.3.2TAI-UTC
2.3.3TAI-GPS和TAI-TPX
2.3.4TAI-UT1和TAI-UT1R
2.3.5测站时ST和UTC或主控时（GPS或TPX）之间的二次偏差
2.4时间差、极移和章动角修正的输入文件
2.5时间转换树状图
2.5.1地面DSN测站接收
2.5.2地面GPS接收站接收
2.5.3TOPEX卫星接收
2.5.4地面DSN测站发射
2.5.5GPS卫星发射

第3章行星历表、小天体历表和卫星星历
3.1行星历表和小天体历表
3.1.1概述
3.1.2从行星历表和小天体历表插值获得的位置、速度和加速度矢量
3.1.3从行星历表和小天体历表插值得到的位置矢量对参考参数的偏导数
3.1.4行星历表的修正
3.2卫星星历
3.2.1概述
3.2.2从卫星星历插值获得的位置、速度和加速度矢量
3.2.3从卫星星历中插值获得位置矢量的偏导数

第4章航天器历表和偏导数文件
4.1概述
4.2程序PV的概述
4.3局部地心参考架和太阳系质心参考架之间的转换
4.3.1位置坐标
4.3.2时间坐标的微分方程
4.3.3时间坐标
4.3.4引力常数
4.4太阳系质心参考架中的相对论方程
4.4.1质点的牛顿和相对论摄动加速度
4.4.2测地岁差
4.4.3Lense-Thirring岁差
4.4.4天体球谐系数引起的航天器牛顿加速度
4.4.5地球球谐系数引起的航天器相对论加速度
4.4.6扁率引起的积分中心加速度
4.5局部地心参考架中的相对论运动方程
4.5.1质点的牛顿加速度
4.5.2地球引起的质点相对论加速度
4.5.3测地岁差
4.5.4Lense-Thirring岁差
4.5.5地球和月球球谐系数引起的近地航天器的牛顿加速度
4.5.6扁率引起的积分中心加速度

第5章测站在地心空固系中的位置、速度和加速度矢量
5.1概述
5.2测站在地固系中的位置矢量
5.2.1测站或邻近测量基准的1903.0位置矢量
5.2.2从测量基准到测站的矢量偏移
5.2.3地固速度矢量引起的位移
5.2.4原点偏置
5.2.5极移
5.2.6地球固体潮
5.2.7海洋负荷
5.2.8极潮
5.3地固系到空固系的转换矩阵TE和它的时间导数
5.3.1TE的高级方程，它的时间导数和偏导数
5.3.2获得章动角、世界时UT1和地极的坐标
5.3.3UT1周期项的算法
5.3.4岁差矩阵
5.3.5章动矩阵
5.3.6用真恒星时表示的自转矩阵
5.4测站地心空固位置、速度和加速度矢量
5.4.1从地固系到空固系的坐标旋转
5.4.2地心空固位置矢量从局部地心到太阳系质心相对论参考架的转换
5.5测站地心空固位置矢量的偏导数
5.5.1影响测站地固位置矢量的参数
5.5.2参考架系连的旋转角
5.5.3世界时UT1

第6章着陆航天器相对行星、行星系统或月球质心的空固位置、速度和加速度矢量
6.1引言
6.2着陆航天器在天体固连坐标系中的位置矢量
6.3天体固连坐标系到空固系的转换矩阵TB及其时间导数
6.3.1TB的高级方程及其时间导数
6.3.2α、δ和W及其时间导数的表达式
6.3.3Δα、Δδ和ΔW及其时间导数的表达式
6.4着陆航天器的空固位置、速度和加速度矢量
6.4.1相对着陆天体B的空固矢量
6.4.2行星系统的质心和着陆行星或行星卫星的质心间的偏移
6.5着陆航天器空固位置矢量的偏导数
6.5.1着陆器的柱坐标或球坐标
6.5.2天体固连坐标系到空固坐标系的转换矩阵TB中的参数
6.5.3卫星星历参数

第7章计算ET-TAI的算法
7.1概述
7.2GPS/TOPEX数据相位中心的偏移
7.3计算ET-TAI的算法
7.3.1在地面测站的接收时刻
7.3.2在地面测站的发射时刻
7.3.3在TOPEX卫星的接收时刻
7.3.4在GPS卫星的发射时刻

第8章光行时解
8.1概述
8.2参与者的位置、速度和加速度矢量
8.3航天器光行时解
8.3.1光行时方程
8.3.2光路径的一条支路上传播时间的线性微分改正
8.3.3发射时刻t2的下行支路预报
8.3.4发射时刻t1的上行支路预报
8.3.5映射方程
8.3.6航天器光行时解的算法
8.4类星体光行时解
8.4.1光行时方程
8.4.2接收方2的接收时刻的线性微分改正
8.4.3类星体光行时解的算法

第9章角度
9.1引言
9.2地面测站的坐标系、角度和单位矢量
9.2.1时角和赤纬
9.2.2北东天顶坐标系
9.2.3方位角和仰角
9.2.4角度X和Y
9.2.5角度X′和Y′
9.2.6地固系单位矢量到空固系单位矢量的转换
9.3在地面测站接收和发射时刻角度计算
9.3.1单位矢量L
9.3.2折射修正Δrγ
9.3.3计算的角度
9.4地面测站处由于参考系的小转动引起的修正
9.5地球卫星处辅助角的计算
9.5.1TOPEX卫星接收时刻的辅助角
9.5.2GPS卫星发射时刻的辅助角

第10章传播介质和天线修正
10.1引言
10.2Regres数据处理中的传播介质修正
10.2.1各个支路的对流层修正
10.2.2各个支路的带电粒子修正
10.2.3光行时修正
10.3电离层偏导数模型
10.3.1电离层模型和各个支路的偏导数
10.3.2精确光行时的偏导数
10.4日冕模型
10.4.1日冕修正角度的计算
10.4.2各个支路的日冕修正
10.4.3对光行时解增加日冕修正
10.4.4各个支路的日冕偏导数
10.4.5精确光行时的偏导数
10.5天线修正
10.5.1概述
10.5.2天线类型和修正

第11章精确光行时和类星体时延的计算
11.1引言
11.2时延
11.2.1数据时标转换至接收电子设备处的接收时刻
11.2.2航天器和类星体光行时解中开始时刻时延的计算
11.2.3航天器和类星体光行时解结束时刻时延的计算
11.3精确往返光行时ρ
11.3.1ρ的定义
11.3.2ρ的计算
11.4精确单向光行时ρ1
11.4.1计算较差单向光行时的高级方程
11.4.2计算Δ的高级方程
11.4.3计算I和I·中参数U、U·、v2和（v2）′的算法
11.4.4计算精确单向光行时ρ1
11.5GPS/TOPEX观测量的精确单向光行时ρ1
11.5.1ρ1的定义
11.5.2ρ1的计算
11.5.3计算几何相位修正ΔΦ的公式
11.5.4计算可变相位中心偏差
11.6精确类星体时延τ
11.6.1τ的定义
11.6.2τ的计算

第12章精确光行时和类星体时延的偏导数
12.1引言
12.2参与者位置矢量的偏导数
12.3参与者亚位置矢量的偏导数
12.3.1行星历表偏导数
12.3.2小天体历表偏导数
12.3.3卫星星历偏导数
12.3.4航天器历表偏导数
12.3.5测站偏导数
12.3.6着陆器偏导数
12.4将参与者的位置矢量偏导数转换至发射或接收时刻的偏导数
12.4.1航天器光行时解
12.4.2类星体光行时解
12.5精确光行时和类星体时延对参考向量q的偏导数
12.5.1精确往返光行时ρ的偏导数
12.5.2精确单向光行时ρ1的偏导数
12.5.3GPS/TOPEX观测量的精确单向光行时ρ1的偏导数
12.5.4精确类星体时延τ的偏导数

第13章观测量
13.1引言
13.2发射频率和航天器转发比
13.2.1地面测站的发射频率
13.2.2航天器转发比
13.2.3航天器的发射频率
13.2.4多普勒参考频率
13.2.5类星体频率
13.2.6斜坡表格
13.2.7相位表格
13.2.8对光路径每个支路发射频率的算法
13.3多普勒观测量
13.3.1多普勒观测量的测量值
13.3.2多普勒观测量的计算值、传播介质修正和偏导数
13.4总相位计数观测量
13.4.1概述
13.4.2总相位计数观测量的测量值
13.4.3总相位计数观测量的计算值
13.4.4总相位计数观测量的测量值减计算值的残差
13.5距离观测量
13.5.1概述
13.5.2从秒到距离单位的转换因子F
13.5.3距离观测量的测量值
13.5.4距离观测量的计算值、传播介质修正和偏导数
13.6GPS/TOPEX伪距和载波相位观测量
13.6.1测量值
13.6.2计算值、传播介质修正和偏导数
13.7航天器干涉测量观测量
13.7.1窄带航天器干涉测量（INS）观测量
13.7.2宽带航天器干涉测量（IWS）观测量
13.8类星体干涉测量观测量
13.8.1类星体干涉测量观测量的测量值
13.8.2类星体干涉测量观测量的计算值、传播介质修正和偏导数
13.9角度观测量
13.9.1角度观测量的计算值
13.9.2角度观测量计算值的偏导数
参考文献
缩略语