天地一体化信息网络2024,Vol.5Issue(1) :84-94.DOI:10.11959/j.issn.2096-8930.2024009

大规模低轨星座多普勒定位算法

Doppler Positioning Performance of LEO Mega Constellation

张雨露 李桢 施闯 景贵飞
天地一体化信息网络2024,Vol.5Issue(1) :84-94.DOI:10.11959/j.issn.2096-8930.2024009

大规模低轨星座多普勒定位算法

Doppler Positioning Performance of LEO Mega Constellation

张雨露 1李桢 1施闯 1景贵飞1
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作者信息

  • 1. 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院, 北京 100191;卫星导航与移动通信融合技术工业和信息化部重点实验室,北京 100191
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摘要

基于典型的Starlink星座构型,对大规模低轨星座多普勒定位算法展开研究.实验结果表明,理想条件下低轨星座多普勒单点定位精度可以在3~6 m.为保证米级的定位精度,低轨卫星的位置精度和速度精度应为米级每秒或厘米级每秒.C频段信号受到的电离层误差若不做改正,将导致定位精度变差2 m左右.对流层误差将使得定位结果变差几十米.此外,使用轨道高度为550 km的低轨卫星的多普勒频移定位时,接收机的初值误差应小于300 km,否则部分历元将不能收敛到正确的接收机位置.

Abstract

This paper proposed a Doppler-only point-solution algorithm and analyzed the Doppler positioning performance based on the Starlink constellation.The Doppler positioning accuracy was about 3~6 m.To achieve the meter-level positioning accuracy,the satel-lite position and velocity errors should be within several meters and several centimeters per second,respectively.The ionospheric delay rates of C-band signal would cause about 2 m error in Doppler positioning.The positioning error would increase by dozens of meters if there were no corrections for the tropospheric errors.To ensure convergence in the LEO-based Doppler positioning,the initial receiver position error should be less than 300 km when the satellites orbit at an altitude of 550 km.

关键词

定位导航授时/低轨卫星互联网星座/多普勒定位/电离层误差/对流层误差

Key words

positioning/navigation and timing/broadband LEO constellations/Doppler positioning/ionospheric delay rates/tropo-spheric delay rates

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(41931075)

国家自然科学基金资助项目(42204033)

中央高校基本科研业务费项目(YWF-23-JC-12)

出版年

2024
天地一体化信息网络

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CSTPCD
ISSN:
参考文献量40
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