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由于特殊的轨道特性及其在相关领域科学研究的优势,低轨卫星目前已被广泛应用于空间物理研究、地球重力场恢复、大气探测以及环境监测等领域,然而其高精度的位置和速度信息是其应用的先决条件。本文着眼于低轨卫星精密定轨数据处理问题,系统地探讨了低轨卫星精密定轨的基本理论及方法、低轨卫星激光测距数据处理方法和低轨卫星星间测距数据精密处理方法,并通过实测数据验证了文中给出的相关理论与方法的正确性和有效性,为下一步采用多种类型观测资料联合确定低轨卫星精密轨道提供参考。此外,还能够为今后我国新一代低轨卫星Post-GRACE数据融合处理提供参考。本文主要工作和内容概括如下:1.分析总结了低轨卫星当前的应用发展趋势,系统地梳理了低轨卫星精密定轨目前常用的测轨技术,重点研究了激光测距数据处理方法和星间测距数据处理方法,比较全面细致地研究了低轨卫星精密定轨的原理与技术细节。2.通过分析研究给出了一套较优的GRACE卫星精密定轨的方案,并使用该方案进行了2012年年积日330-336一周的GRACE-A和GRACE-B卫星的精密轨道确定。3.基于一周的星载GNSS观测数,根据给出的最优的非差约化动力学法定轨策略,开展了GRACE卫星精密定轨,并利用残差分析、轨道重叠弧段比较、与JPL精密轨道比较等方法对GRACE卫星精密轨道精度进行了分析。实验结果表明:GRACE-A和GRACE-B卫星的精密轨道精度优于7cm,且GRACE-B卫星的精密轨道精度略高于GRACE-A卫星的精密轨道。4.基于人造卫星激光测距原理,研究了低轨卫星激光测距数据的精密处理方法。根据该方法检验了GRACE卫星精密轨道的精度,实验结果表明:GRACE-A和GRACE-B卫星的直接检核结果的RMS分别为0.0748m和0.0588m。另外,详细分析了激光测距观测数据处理中各误差改正模型等效距离的变化范围,分析结果表明:天线偏置改正等效距离在-0.5-0.7m之间波动;对流层延迟等效距离在2-18m之间波动;相对论效应改正等效距离在2cm左右波动;固体潮汐对测站坐标产生的偏移在厘米量级。5.基于星间微波测距原理,研究了低轨卫星星间测距数据的精密处理方法。根据该方法检验了JPL提供的GRACE卫星精密轨道的精度,实验结果表明:JPL提供的两颗GRACE卫星事后精密轨道计算得到两颗GRAC E卫星之间的距离偏差RMS值在5mm以内;星间测距数据测得的距离与JPL事后精密轨道计算的两颗卫星之间的距离没有明显的系统偏差;JPL事后精密轨道在两颗卫星沿轨迹方向(T)具有较高的相对精度。