VLBI2010技术在解算EOP参数和COMPASS卫星精密定轨中的应用研究

VLBI2010 is a next-generation VLBI system implementing by international VLBI service for Geodesy and Astrometry (IVS), latent demands of Geodesy and Astrometry are given full consideration by new VLBI2010 system, and one millimeter position accuracy on global scales and near real-time to providing continuous measurements for time series of station positions and Earth Orientation parameters (EOP) can be attained based on the use of smaller (12 meters) fast-slewing automated antennas,in the meantime, GNSS satellites can be observed by VLBI2010 as well. Aiming at the demonstration and establishment of China EOP autonomic service and precise orbit determination of China COMPASS satellite navigation system, two critical technical problems about solutions of EOP and improvements of COMPASS satellite orbits used with VLBI2010 will be studied in this project.The research content mainly includes the relevant data analysis theory, models, solution method, and argumentations and evaluations of network planning, scheduling program and observation ability in the corresponding observatory network. The establishment of China EOP monitoring network and maintenance and improvement of COMPASS system will be promoted greatly by means of research results of this project.

VLBI2010技术是国际VLBI大地测量与天体测量服务组织（IVS）正在实施的下一VLBI观测系统，该系统充分考虑了空间大地测量学和天体测量学的潜在需求，利用宽带延迟技术和可快速转动的小到12米的无人值守天线，可在全球范围内达到1毫米的观测精度并提供近实时的连续EOP和测站位置时间序列，并实现对导航卫星的跟踪测量。本项目针对我国自主的EOP监测网络及北斗卫星导航系统（COMPASS）的论证与建设,研究利用VLBI2010技术解算EOP参数及改进COMPASS卫星轨道两个关键技术问题。主要研究相关的数据分析理论、模型及解算方法，并对相应观测网络的布网方案、观测计划及观测能力进行论证和评估。研究成果将极大的促进我国EOP监测网络的建设和COMPASS卫星导航系统的维护与改进。

针对下一代VLBI技术VLBI2010的技术特点和观测能力，提出了利用VLBI2010技术建立我国EOP监测网络及改进COMPASS导航卫星定轨精度的方案，并就其相关的理论、模型和算法进行了一系列的研究。取得的具体成果包括：1）研究了VLBI2010宽带相位时延模糊度产生的原因及解算方案，给出了利用VLBI2010和COMPASS技术同时解算EOP参数、轨道根数和模糊度参数的解算策略；2）研究了IAU和IERS规范中关于EOP参数的新概念和模型，给出了适合VLBI2010技术的系统改正模型以及相应的模型改进方案。3）研究了联合解算中的基准问题，给出了定义参考基准的代数约束，研究了当利用VLBI2010技术同时观测GNSS卫星和射电源时，重新定义一致的运动学和动力学参考架的方法及解算方案。4）研究了时空参考系的定义及其相互转换问题，比较了各种定义及转换方法在联合解算中的应用问题。研究了利用VLBI2010天线同时观测射电源和COMPASS卫星对ITRF和ICRF的实现及连接的意义。5）推导给出了适合VLBI2010观测射电源和COMPASS卫星的理论时延公式。6）建立了基于GNSS非差非组合载波相位观测量及VLBI2010宽带相位延迟观测量的观测方程，推导了相关的偏微分方程。研究并给出了具体的参数化方法与分组约化方案，分析了可用于联合解算的分段线性参数化模型。7）给出了适合VLBI2010和COMPASS卫星的联合解算的初步方案，研究了将联合解算方案应用于建立参考架，校准系统差和提供EOP快速服务的方法。8）仿真分析了VLBI2010数据对卫星轨道横向误差约束的有效性和优越性。本项目执行期间共发表期刊论文19 篇，其中SCI 引用论文2 篇，EI 引用论文4 篇。发表会议论文2 篇，译著1 部。