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随着航天技术的飞速发展，越来越多的低轨卫星需要高精度的实时轨道，如在天基预警系统、低轨卫星导航增强及实时科学卫星研究等应用上，都需要对低轨卫星进行实时轨道确定。因此，如何实时地确定低轨卫星轨道已逐渐发展成为当下一个重要的研究热点。目前，用于低轨卫星实时定轨比较成熟的手段主要有星载GPS数据和DORIS数据。其中，GPS系统具有全球性、高精度、实时性强和成本低等特点。不过利用星载GPS数据进行实时定轨时一定要不间断地提供卫星星历文件，一旦卫星星历出现问题不能使用，则实时定轨将无法完成。DORIS系统是法国开发的地基卫星跟踪测量系统，该系统具有成本低、测量精度高及实时测量等特点。由于DORIS测站与地球固连在一起，不像GPS卫星时刻在变化着，故采用DORIS数据来进行低轨卫星实时定轨就不用频繁地更新测站坐标，这给实时定轨带来了更多便利。此外，法国空间研究中心正在计划研制DORIS和GNSS信号一体的接收机，为以后综合星载GPS和DORIS数据的优点建立一个可以提供不同高度卫星导航服务的新系统做相关准备。因此，基于DORIS3.0数据进行卫星实时定轨将会有非常重要的研究价值。
为此，本文展开了对利用DORIS3.0数据进行实时定轨的研究。最终初步实现了基于实测的DORIS3.0数据的低轨卫星实时定轨，并成功研制出一套低轨卫星实时定轨软件RTODLEO，可为我国建立基于DORIS数据的星上自主定轨系统提供一定的参考价值以及日后实现星载GPS和DORIS数据联合实时定轨奠定基础。论文的主要工作和贡献总结如下:
1.在分析低轨卫星实时定轨的动力学模型的基础上，对实时定轨系统中的摄动力模型取舍以及积分步长确定展开了研究，确定了本文实时定轨系统中动力学积分模块的关键参数设置。并探讨了观测数据的误差改正方法、粗差处理策略以及实时定轨系统的滤波方法与质量控制，为后续实时定轨的软件研制奠定基础。
2.提出了一种针对中国区域的与地面大气压、温度和水汽压有关的单站对流层模型。基于探空仪数据及IGS测站上的ZTD数据的验证结果可知，该模型的平均精度比Saastamomen模型高0.35～0.43cm，优于GPT2w S模型0.19～0.27cm，这可为进一步实现一种应用于DORIS实时定轨的全球对流层模型奠定基础。
3.基于几何法确定的LEO卫星位置，设计了利用不同阶拉格朗日插值法来计算卫星初始速度的方法。试验表明，利用星载GPS伪距数据计算的GRACE-A卫星和HY2A卫星的三维位置精度分别为3.553m和6.803m，可以满足初始轨道的位置精度要求。当采用5～7阶拉格朗日插值法计算卫星速度时，GRACE-A卫星和HY2A卫星速度的3DRMS值均在0.500m/s以下，也满足初始轨道的速度精度要求。
4.采用分析得到的星载GPS数据实时定轨的模型策略，利用自主研制的RTODLEO软件解算了GRACE-A卫星和HY2A卫星在2014年3月15日至3月28日的实时轨道。结果表明，星载GPS实时定轨解算选择50X50阶次重力场模型较为适宜，采用超快速星历取得的实时定轨精度高于使用广播星历。利用更多的星载GPS数据进行分析可知，RTODLEO软件可以达到0.350～0.420m的实时定轨精度，这与国内外取得的LEO卫星实时定轨精度相当。
5.采用分析得出的HY2A卫星和Jason-3卫星的DORIS实时定轨的模型策略，本文利用RTODLEO软件实现了基于DORIS3.0数据的低轨卫星实时定轨，同时分析了不同阶次重力场模型对DORIS实时定轨的影响。试验表明，选择50X50阶次重力场模型进行DORIS实时定轨解算比较合适。当采用DORIS3.0数据来解算HY2A卫星的实时轨道时，RTODLEO软件基本上可以取得径向优于0.100m，三维位置优于0.400m的精度，其径向精度基本上可以满足部分与HY2A卫星测高相关的应用。当进行Jason-3卫星轨道解算时，RTODLEO软件可以取得优于0.500m的实时定轨精度。
6.结合低轨卫星实时定轨的动力学模型、观测模型以及滤波算法，本文自主研制了一套低轨卫星实时定轨软件RTODLEO。该软件主要采用Fortran语言编写，目前可以分别单独处理星载GPS数据与DORIS3.0数据。
为此，本文展开了对利用DORIS3.0数据进行实时定轨的研究。最终初步实现了基于实测的DORIS3.0数据的低轨卫星实时定轨，并成功研制出一套低轨卫星实时定轨软件RTODLEO，可为我国建立基于DORIS数据的星上自主定轨系统提供一定的参考价值以及日后实现星载GPS和DORIS数据联合实时定轨奠定基础。论文的主要工作和贡献总结如下:
1.在分析低轨卫星实时定轨的动力学模型的基础上，对实时定轨系统中的摄动力模型取舍以及积分步长确定展开了研究，确定了本文实时定轨系统中动力学积分模块的关键参数设置。并探讨了观测数据的误差改正方法、粗差处理策略以及实时定轨系统的滤波方法与质量控制，为后续实时定轨的软件研制奠定基础。
2.提出了一种针对中国区域的与地面大气压、温度和水汽压有关的单站对流层模型。基于探空仪数据及IGS测站上的ZTD数据的验证结果可知，该模型的平均精度比Saastamomen模型高0.35～0.43cm，优于GPT2w S模型0.19～0.27cm，这可为进一步实现一种应用于DORIS实时定轨的全球对流层模型奠定基础。
3.基于几何法确定的LEO卫星位置，设计了利用不同阶拉格朗日插值法来计算卫星初始速度的方法。试验表明，利用星载GPS伪距数据计算的GRACE-A卫星和HY2A卫星的三维位置精度分别为3.553m和6.803m，可以满足初始轨道的位置精度要求。当采用5～7阶拉格朗日插值法计算卫星速度时，GRACE-A卫星和HY2A卫星速度的3DRMS值均在0.500m/s以下，也满足初始轨道的速度精度要求。
4.采用分析得到的星载GPS数据实时定轨的模型策略，利用自主研制的RTODLEO软件解算了GRACE-A卫星和HY2A卫星在2014年3月15日至3月28日的实时轨道。结果表明，星载GPS实时定轨解算选择50X50阶次重力场模型较为适宜，采用超快速星历取得的实时定轨精度高于使用广播星历。利用更多的星载GPS数据进行分析可知，RTODLEO软件可以达到0.350～0.420m的实时定轨精度，这与国内外取得的LEO卫星实时定轨精度相当。
5.采用分析得出的HY2A卫星和Jason-3卫星的DORIS实时定轨的模型策略，本文利用RTODLEO软件实现了基于DORIS3.0数据的低轨卫星实时定轨，同时分析了不同阶次重力场模型对DORIS实时定轨的影响。试验表明，选择50X50阶次重力场模型进行DORIS实时定轨解算比较合适。当采用DORIS3.0数据来解算HY2A卫星的实时轨道时，RTODLEO软件基本上可以取得径向优于0.100m，三维位置优于0.400m的精度，其径向精度基本上可以满足部分与HY2A卫星测高相关的应用。当进行Jason-3卫星轨道解算时，RTODLEO软件可以取得优于0.500m的实时定轨精度。
6.结合低轨卫星实时定轨的动力学模型、观测模型以及滤波算法，本文自主研制了一套低轨卫星实时定轨软件RTODLEO。该软件主要采用Fortran语言编写，目前可以分别单独处理星载GPS数据与DORIS3.0数据。