MATLAB基于北斗的低轨卫星定轨技术研究(3)
1．4 论文结构安排
论文的总体结构如下：
第一章 绪论。主要对所研究课题的背景、国内外在此方面的研究进展以及此课题研究的目的和意义进行了阐述。
第二章 北斗卫星导航系统。主要是在介绍北斗卫星的组成以及其定位原理。
第三章 北斗卫星导航系统对低轨卫星的可见性。主要通过STK模拟仿真出北斗卫星系统及低轨卫星，并将两者添加进链路，得到北斗卫星对低轨卫星的可见度。
第四章 对低轨卫星定轨的非线性滤波。主要介绍了扩展卡尔曼滤波，以及针对此次的低轨卫星的EKF算法的应用。
第五章 EKF在Matlab中的仿真和结果分析。将低轨卫星定轨的EKF算法编写入MATLAB中进行仿真，得到所需的数据和图表，分析噪声以及所用北斗卫星数对误差的影响。
总结 对本次实验进行整体的归纳总结，对其从是什么、怎么做、得到什么结论三个方面进行概括总结。以及对此研究的期望。
2 北斗卫星导航系统
对卫星轨道的确定就是利用各种观测方法，将观测得到的观测数据代入到符合一定准则的定轨方程式中，然后对其求解，获得卫星在某一时刻的状态参数。
2．1 北斗卫星导航系统简介
2. 1. 1 北斗卫星导航系统的组成
北斗卫星导航系统是由我国自主开发研制的。它由空间段、地面段、用户段三个部分组成。空间段由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。其中静止轨道卫星与地球的相对位置不变，分布在58.75°E、80°E、110.5°E、140°E、160°E，27颗中地球轨道卫星则分布在3个轨道面上，且每个轨道面与轨道面间的夹角为120°。
北斗卫星系统主要完成如下任务。它提供给用户精密的授时服务，时间同步精度可以达到20na-100ns；它提供给用户高精度的定位服务，水平精度可以达到100米（1 ）；工作频率为2491.75MHz。它将短报文在用户之间进行双向传送，短报文信息内容可以达到40-60个汉字，这项功能在远洋航行中发挥着巨大的作用。
2. 1. 2 北斗卫星导航系统基本定位原理
北斗卫星导航系统的定位原理是，首先通过中心控制系统向某两个卫星同时发送一信号，这两颗卫星收到信号后再向服务区内的目标发送信号。而目标只相应其中一颗卫星所发送的信号，但是仍然向着两颗卫星同时发送响应信号，此响应信号到达卫星后，再转发会中心控制系统。此刻中心控制系统便根据目标的申请服务内容进行相关的反应处理。假如目标申请的是定位服务，那么中心控制系统便会测出之前第一次向卫星发出信号并经过卫星转发给目标，再由目标响应经响应卫星转发会中心系统的延时和中心系统第一次向卫星发出信号，并经过卫星转发给目标，再由目标响应，经另一个卫星转发会中心系统的延时。由于卫星与中心控制系统之间的位置是已知的，故而通过这两个延迟的数据便可以计算出目标到其相应的那颗卫星的距离，以及目标到两颗卫星的距离之和。那么根据这两个数据可以得到，目标是位于一个以其响应的卫星为球心、以距其响应的卫星的距离为半径的球面上，另外也可以得到目标位于以两颗卫星为焦点的椭球面上，故而目标位于这两个球面之间的交线上。之后，中心控制系统能够从储存在计算机内的数字化地图中查找到目标的高程值，于是便可以得到目标位于一与地球基准椭球面平行的椭球面上。这个椭球面和之前得到的两个球面的交线的交点，便是目标所位于的位置。此时中心控制系统便可以获得目标所处地点的三文坐标。之后，该位置信息经中心控制系统加密后传送给目标。