1、基于星間鏈路實現(xiàn)導航星座的自主運行是滿足復雜形勢下導航戰(zhàn)需求的一項重要技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)一方面可降低衛(wèi)星對地面運行控制段的依賴，在衛(wèi)星失去與運行控制段的聯(lián)系后，實現(xiàn)一定時間內(nèi)的自主運行，從而提升整個系統(tǒng)的生存能力；另一方面對于受國際政治影響難以在全球建立地面觀測站的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，例如我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和俄羅斯的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，由于衛(wèi)星可視弧度受限，系統(tǒng)面臨無法在全球范圍維持高精度運行的難題，聯(lián)合使用星間鏈路和本土地面觀測站星地鏈路，

2、是解決這一難題的有效手段。因此研究星座自主導航技術(shù)，具有重要的工程價值和戰(zhàn)略意義。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、裴槍鹘y(tǒng)在軌數(shù)值積分器使用衛(wèi)星位置速度作為狀態(tài)變量，受限于星載平臺的運算能力導致數(shù)值積分精度有限這一問題，在星座自主導航中引入使用軌道根數(shù)作為狀態(tài)變量的數(shù)值積分器。使用相同的4階龍格-庫塔方法，按照15min的步長外推一天后，位置速度型積分器引入的軌道誤差達到6km，而軌道根數(shù)型積分器引入的誤差僅為5cm。為實現(xiàn)相同的積分

3、精度，軌道根數(shù)型積分器的計算耗時更小，并且減小的幅度隨著地球非球形攝動力模型階次的提高而增大，在8*8階次時計算耗時減小20％，在20*20階次時減小40%.
　?、漆槍鹘y(tǒng)最小二乘方法無法求解星間觀測條件下衛(wèi)星軌道的問題，研究了基于參數(shù)加權(quán)平差的自主定軌算法?；谛情g偽距或速率觀測存在秩虧現(xiàn)象，體現(xiàn)為升交點赤經(jīng)系統(tǒng)誤差無法修正。參數(shù)加權(quán)平差利用星座先驗軌道信息和星間測距信息可在秩虧條件下實現(xiàn)衛(wèi)星的自主定軌，并且在星間測距的基礎(chǔ)上

4、增加測速信息可進一步提高定軌精度，其中，位置精度改善相對較小，速度精度的改善較為顯著；進一步的分析表明若星間鏈路能夠?qū)崿F(xiàn)分米級或更高精度的測距，此時再進行星間測速對自主定軌精度的提高有限。
　?、轻槍ψ灾鲗Ш侥Ｊ较滦l(wèi)星使用含有預(yù)報誤差的地球定向參數(shù)（EOP）導致地固系坐標出現(xiàn)較大偏差這一問題，提出基于錨固站的EOP預(yù)報誤差抑制技術(shù)。使用經(jīng)典的傅里葉級數(shù)預(yù)報模型對EOP進行180天的預(yù)報，最大預(yù)報誤差可導致星座在地固系下出現(xiàn)168.

5、4m的位置誤差，進一步分析表明這一誤差主要表現(xiàn)在水平分量上，徑向分量較小，并且通過星間鏈路無法消除?；谧畲驟OP預(yù)報誤差的仿真表明，引入錨固站后，EOP預(yù)報誤差的影響被有效抑制，在星間、星地測距精度均為2m的條件下，星座位置誤差減小為1.7m，隨著錨固站觀測精度的提高以及所處緯度的降低，這一誤差可進一步減小。
　?、柔槍ι稽c赤經(jīng)系統(tǒng)誤差不可觀測而引起的星座整體旋轉(zhuǎn)這一問題，分別從系統(tǒng)層面和終端用戶層面，提出了聯(lián)合星間星地鏈路的

6、旋轉(zhuǎn)抑制技術(shù)（CRMT）和基于差分原理的旋轉(zhuǎn)校正技術(shù)（DRCT）兩種解決措施。分析并仿真驗證了CRMT在系統(tǒng)層面抑制星座整體旋轉(zhuǎn)影響的有效性，在升交點赤經(jīng)誤差為20″的條件下，CRMT將星座的用戶測距誤差（URE）從289m降至3.8m，并且URE隨著星地觀測精度的提高而降低；在星地觀測精度較高的條件下，增加地面站數(shù)量對URE改善有限。DRCT的依據(jù)是星座升交點赤經(jīng)的系統(tǒng)誤差將導致地面用戶的大地經(jīng)度出現(xiàn)等值偏差，在數(shù)學上給出了該依據(jù)成立

7、的嚴格證明；分析并仿真驗證了DRCT在終端用戶層面校正星座整體旋轉(zhuǎn)影響的有效性，在星座旋轉(zhuǎn)誤差小于1′的條件下，地面用戶使用DRCT后可實現(xiàn)小于1.5m的水平誤差和小于3mm的高程誤差，星座旋轉(zhuǎn)誤差對用戶的定位影響被有效校正；在靠近赤道方向布設(shè)基準站，有利于差分校正能力的提高。
　　⑸針對自主導航系統(tǒng)的測試驗證需求，設(shè)計了自主導航半實物測試系統(tǒng)，并對60天的自主導航性能進行了測試驗證。在星間信號模擬子系統(tǒng)的研究中，首次推導了混合星

8、座的星間觀測相對論效應(yīng)誤差公式，得出中地球軌道（MEO）和地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星之間的測距值存在8.2us/天的變化量；基于三級數(shù)控振蕩器實現(xiàn)了適應(yīng)星間大多普勒條件下的信號實時生成，并給出了硬件實現(xiàn)過程的截斷誤差對測距影響的解析表達式。在自主導航解算子系統(tǒng)的研究中，使用星間雙向測距體制實現(xiàn)衛(wèi)星位置與鐘差的解耦，并研究了基于星間雙向測距和的星歷濾波算法和基于星間雙向測距差的時鐘濾波算法?；谡撐脑O(shè)定的仿真條件對星座自主導航性能的測試表