导航卫星的短弧运动学定轨  

Navigation Satellite Short-Arc Kinematic Orbit Determination

作　　者：郭睿[1,2,3] 胡小工[1] 黄勇[1] 刘利 谭红力 吴晓莉[1,2,3] 

机构地区：[1]中科院上海天文台 [2]中国科学院研究生院 [3]61081部队

出　　处：《飞行器测控学报》2010年第1期60-67,共8页Journal of Spacecraft TT&C Technology

基　　金：科技部“863”课题《中低轨道对地观测卫星分米级实时定轨软件平台》(2007AA12Z345);上海空间导航与定位技术重点实验室资助(06DZ22101);武汉大学卫星导航与定位教育部重点实验室资助(GRC-2009004)

摘　　要：导航卫星在姿轨控和轨道恢复期间,由于观测数据有限,传统的统计定轨理论难以实现导航卫星精密定轨。本文尝试采用一种不依赖轨道动力学的、新的运动学定轨方法来处理短弧和复杂动力学过程中的定轨,提出了基于多项式拟合的短弧运动学定轨算法,并提出2种不同的实现方案。该算法充分利用了高采样率的测轨数据,减少了结果的噪声,其优点在于不需要长时间累积测轨数据,可以实现近实时快速计算,克服了动力学法定轨发散和单点定位无法获得卫星速度信息等不足。对COMPASS M-01导航卫星实测数据的处理表明,10min左右短弧运动学定轨的位置精度可以优于10m,速度精度优于4cm/s,满足了短弧跟踪条件下RDSS对卫星轨道精度的要求,实现了短弧跟踪条件下卫星精密定轨,但从轨道预报精度来看,该方法仅仅适用于短期预报。导航卫星在姿轨控和轨道恢复期间,由于观测数据有限,传统的统计定轨理论难以实现导航卫星精密定轨。本文尝试采用一种不依赖轨道动力学的、新的运动学定轨方法来处理短弧和复杂动力学过程中的定轨,提出了基于多项式拟合的短弧运动学定轨算法,并提出2种不同的实现方案。该算法充分利用了高采样率的测轨数据,减少了结果的噪声,其优点在于不需要长时间累积测轨数据,可以实现近实时快速计算,克服了动力学法定轨发散和单点定位无法获得卫星速度信息等不足。对COMPASS M-01导航卫星实测数据的处理表明,10min左右短弧运动学定轨的位置精度可以优于10m,速度精度优于4cm/s,满足了短弧跟踪条件下RDSS对卫星轨道精度的要求,实现了短弧跟踪条件下卫星精密定轨,但从轨道预报精度来看,该方法仅仅适用于短期预报。

关 键 词：精密定轨 轨道机动 钟差 多项式 动力学法定轨 运动学法定轨 

分 类 号：V217-55[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]