导航卫星的短弧运动学定轨

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1、第29卷第1期2010年2月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．1Feb．2010导航卫星的短弧运动学定轨郭睿1’2”，胡小工1，黄勇1，刘利3，谭红力3，吴晓莉1’2’3(1．中科院上海天文台·上海·200030；2．中国科学院研究生院·北京·10003913．61081部队·北京·100094)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、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闯累积测轨数据，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COMPASSM一01导航卫星实测数据的处理表明，10rain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4em／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；运动学法定轨中图分类号：P173．1文献标识码：A文章编号：1674—5620(201

3、0)01—0060—08NavigationSatelliteShort·ArcKinematicOrbitDeterminationGUORuilt2”，HUXiao—gon91，HUANGYon91，LIULi3，TANHong—li3，WUXiao-lil·2·3(1．ShanghaiAstronomicalObservatory，theChineseAcademyofSciences。Shanghai200030I2．GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences。Beijing100039；3．PLAUnit61081，Beijing10009

4、4)Abstract：ConventionalstatistictheoriesforaccurateorbitdeterminationarehardlyapplicabletOnavigationsatellitesduringperiodsofsatelliteorbitmaneuveringandorbitrecoverybecauseoflimitedobservationdataavailable．Thispaperusesanewkinematicorbitdeterminationmethodindependentoforbitdynamicsinorbitdeterminat

5、ionundertheconditionofshort—arctrackingandcomplexdynamicprocess．Short—arckinematicorbitdeterminationalgorithmbasedonpolynomialfittingaswellastwodifferentapproachesofimplementationareproposed．Thealgorithmmakesfulluseofhigh—frequencyobservationdataanddecreasesobservationnoise，makingpossiblenearreal—ti

6、mefastcomputationwithouttheneedofadequateaccumulationofobservationdata．Thealgorithmovercomesdiver—genceindynamicorbitdeterminationwhileattainingsatellitevelocityinformation，whichisimpossibleforsinglepointpositiondetermination．AtestisperformedwithobservationdatafromCOMPASSM一01satelliteusingthistypeof

7、short-arckinematicorbitdetermination．Theresultsshowthatthepositionaccuracyisbetterthan10metersandthevelocityaccuracyisbetterthan4centimeterspersecond，wellmeetingrequirementsoforbitdeterminationofRDSS．