基于圆形轨道的卫星位置递推方法

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1、第30卷第3期2011年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．30No．3Jun．2011基于圆形轨道的卫星位置递推方法’陈振林1，王莹桂2，李腾2，柳征2(1．海军航空工程学院·山东烟台·264001；2．国防科技大学电子科学与工程学院·长沙·410073)摘要：卫星无源定位系统对目标进行定位时，用于定位的卫星位置与时差或相位差等信息可能不同步，无法进行定位，需要把定位信息统一到同一时刻。针对这一问题，提出了基于圆形轨道的卫星位置递推方法，把卫星位置信息同其它信息统一到同一时刻，然后进行定位。该方法比常用的

2、直线轨道递推方法误差更小，准确度更高，对提高定位精度具有较大应用价值。关键词：圆形轨道；卫星位置；递推中图分类号：P228文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)03—0080—05CircularOrbit—BasedSatelliteLocationRecurrenceTechniqueCHENZhenlinl，WANGYinggui2，LITen92，LIUZhen92(1．NavalAeronauticalEngineeringInstitute，Yantai，ShandongProvince264001；2．InstituteofElec

3、tronicScienceandEngineering。NUDT，Changsha410073)Abstract：PositioningofanobjectbythepassivelocationsystemofsatellitesmaynotbepossiblewhenthefeasiblepositioninginformationofsatellitelocationandTDOAorPDOAarenotsynchronized．Tosolvethisproblem。asat—ellitelocationrecurrencetechniquebasedon

4、circularorbitisputforward．Satellitelocationissynchronizedwithoth—erpoisoninginformation．Errorsfromthesatellitelocationrecurrencemethodbasedoncircularorbitaresmallerthanthatbasedonlineorbit．Thetechniquehashigherprecisionandhasgreatapplicationvalueforimprovementofpositioningaccuracy．Ke

5、ywords：Circular0rbit；SatelliteLocation；Recurrence0引言随着电子干扰和反辐射导弹等雷达对抗技术的迅速发展，以雷达为代表的有源探测系统受到越来越严重的威胁。为此，人们一方面积极探索雷达抗干扰、抗摧毁措施，一方面在努力开发具有低截获特性的，以三星座时差定位系统为代表的无源探测系统。因为这种无源探测系统只接收不辐射，不易被敌方的侦察系统发现，从而免遭电子干扰和反辐射精确制导武器的攻击，具有较强的生存能力D-z]。三星时差定位系统定位时要用到时差和卫星位置信息(用GPS测量卫星位置其误差一般在10m左右)，时差对应的时刻(

6、在纳秒量级)是随机的[3训，给出的卫星位置信息所对应的时刻可能和时差对应的时刻不同，同步偏差最大可达到4s。两种信息不同步就无法进行定位，把两者统一到同一时刻有2种方法。一种方法是根据已有时差推算出与卫星位置在同一时刻的时差，当先验信息较少时很难找出时差所服从的规律，推算时差误差较大。另一种方法是根据已知的卫星位置推算下一时刻的位置，可以根据已有的卫星位置信息求出卫星运行的轨道根参数，再根据根参数推出某一时刻的卫星位置。但由于递推过程中需要多次迭代计算，运算时间长，实时性不好[5]。在递推的时间间隔较短时，常用的卫星位置递推方法是基于直线轨道[6]，由于卫星运动

7、轨迹近似于圆形轨道，研究基于圆轨道的卫星位置递推方法对提高定位精度具有较大意义。本文首先对常用的短时基于直线轨道的卫星位置递推方法进行分析，提出了基于圆形轨道的卫星位置递推方法，通过这2种递推方法的对比分析，在-收稿日期：2010一11—09}修回日期：2011一01—10第一作者简介：陈振林(1968一)，男，博士，教授．研究方向为武器系统计量技术；E-tonil：cz

8、zhy@tom．corn第3期陈振林，等：基于圆形轨道的卫星位置递推方法81相同时间间隔的情况下，圆轨道递推方法推算出的卫星位置误差更小，更合理。1基于直线轨道的卫星位置递推方法短时卫星直线轨

9、道递推方法的原理：已知某