单锚固站辅助导航星座自主定轨分析

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1、第32卷第5期2013年10月飞行器测控学报JoumalofSpacec髓ftTT&CTechnoIogyV01．32No．50ct．2013单锚固站辅助导航星座自主定轨分析’杨力1，郭飞霄2，文援兰3，李婧1’4(1．信息工程大学导航与空天目标工程学院·郑州·450001；2．西安测绘研究所·西安·710054；3．国防科学技术大学航天与材料工程学院·长沙·410073；4．61363部队·西安·710054)摘要：我国“北斗”卫星导航系统在建设过程中存在地面跟踪站无法全球均匀布设的问题。针对该问题，可采用依靠少量锚固站的星座自主定轨方法解决。通过推导星地测距对卫星轨道升交点赤经

2、的偏导数，证明了星地测距对升交点赤经的可观性，并分析得出，在经度保持不变的情况下，锚固站纬度越大，星地测距对卫星轨道升交点赤经的偏导数的模越小，星地测距对升交点赤经的修正越差。其后，对单锚固站辅助导航星座自主定轨进行了仿真实验，在经度保持不变的条件下，随着纬度的增大，星座自主定轨结果的收敛速度越来越慢。仿真结果验证了理论分析，并得出锚固站纬度是影响星地测距对卫星轨道升交点修正程度的重要因素的结论。关键词：星座整体旋转；锚固站；可观性；自主定轨；导航星座中图分类号：V448．2文献标志码：A文章编号：1674—5620(2013)05一0444一05DOI：10．7642／i．iss

3、n．1674—5620．2013一05一0444一05AnalysisofAutonomousorbitDeterminationforNaVigationConste¨ationwithOneAnchorStationYANGLil，GUOFeixia02，WENYuanlan3，LIJin91，4(1．CollegeofNavigationandAerospaceEnginee“ng，InformationandEnginee“ngUniversity，Zhengzhou450052；2．Xi’anInstituteofSurveyingandMapping，Xi’an7100

4、54；3．CollegeofAerospaceandMaterialEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073；4．PLAUnit61363，Xi’an710054)Abstract：ThispaperproposesautonomousorbitdeterminationwithafewanchorstationsforBeidousatellitenaviga—tionsystemasitisnotpossibletoestablishgroundtrackingstationsevenlya

5、roundthe910befortheconstellation．Itisprovedthatrightascensioncanbeobservedbysatellite—to—stationdistancebydeductionofpartialderivativeex—pressionofsatellite—to—stationdistancetoorbitascendingnode．Analysisshowsthat，while10ngitudeisfixed，thelargerthe1atitudeofananchorstationis，thesmalleristheabs

6、olutevalueofpartialderivativeofsatellite—to—stationdistancetoorbitascendingnode，andthusthepooreristhecorrectionofsatellite—to—stationdistancetoorbitascend—ingnode．Insimulationofautonomousorbitdeterminationforthenavigationconstellationwithoneanchorstation，whilethelongitudefixed，the1argerthe1ati

7、tudeofanchorstationis，thesloweristheconvergencerateofautono—mousorbitdetermination．Simulationresultsverifythetheoreticalanalysis，anditisconcludedthatlatitudeisanim—portantfactoraffectingcorrectionofsatellite—to—stationdistancetoorbitasc