資源描述：
《+雙星定位系統(tǒng)在中低軌衛(wèi)星定軌中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第卷第期天文學(xué)報,年月人工工雙星定位系統(tǒng)在中低軌衛(wèi)星定軌中的應(yīng)用‘,胡松杰陳力劉林南京大學(xué)天文系南京北京航天指揮控制中心北京摘要對雙星定位系統(tǒng)在中低軌衛(wèi)星軌道確定中的應(yīng)用做了詳細(xì)的分析,給出了在該系統(tǒng)的測量模式下中低軌衛(wèi)星定軌的幾種方法通過對這些方法進(jìn)行的大量模擬計算和分析,結(jié)果表明作為雙星定位系統(tǒng)的一種潛在功能,用其對中低軌衛(wèi)星定軌是可行的關(guān)鍵詞天體力學(xué),人造衛(wèi)星運動,軌道確定中圖分類號引言雙星定位系統(tǒng)是一主動式定位系統(tǒng),它利用分布在地球靜止軌道上的兩顆共視衛(wèi)星下稱定位星來確定用戶的二維坐標(biāo),其工作原理是中心站發(fā)出一上行詢問信號至一定位星,定位星將其調(diào)制為衛(wèi)星信號,再發(fā)至用戶,用戶
2、接收到衛(wèi)星信號后,再將其以應(yīng)答信號形式通過一定位星送回地面中心站,由此,中心站可測得一個中心站一定位星·一一。,,,,,用戶定位星中心站的往返測距見圖即八十八乞。,戶,和分別為中心站到兩顆地球靜止衛(wèi)星的距離和八分別為兩顆衛(wèi)星到用戶的,、,距離因中心站和衛(wèi)星位置均已知這樣就可計算出衛(wèi)星到用戶間的距離腸用戶的位置就在以衛(wèi)星為中心,八為半徑的兩個球面的相交圓上,該圓與地球有兩個交點,一在北半球,另一在南半球,根據(jù)用戶在哪一半球就可確定其二維坐標(biāo)不過,對雙星定位系統(tǒng),所有用戶的定位計算都是在中心站進(jìn)行,因而它無法滿足高動態(tài)用戶的實時導(dǎo)航定位需要但對一些中低軌衛(wèi)星的軌道確定而言,并不需要實時定
3、位,若雙星定位系統(tǒng)的中心站可以記錄對中低軌衛(wèi)星的測距數(shù)據(jù),此系統(tǒng)便可以考慮用于中低軌衛(wèi)星的定軌雙星定位系統(tǒng)用于中低軌衛(wèi)星定軌的問題可歸于星一星跟蹤定軌問題,對這類定軌問題,一種方式是利用由其他測控網(wǎng)如地面網(wǎng)提供的定位星的精密星歷,來單獨解算用戶星的軌道還有一種方式是通過定位星和用戶星的聯(lián)合定軌的途徑來改善用戶星的,“”,一精度在星星跟蹤的聯(lián)合定軌中必須配置地面站否則會出現(xiàn)軌道整體漂移的問題〔一即在最后估值過程中相應(yīng)矩陣的虧秩問題一一收到原稿,一一收到修改稿天文學(xué)報卷作為雙星定位系統(tǒng)一種應(yīng)用,本文將對該系統(tǒng)用于中低軌衛(wèi)星的定軌問題作一深入的研究。。定位星軌道誤差的影響仁了、注·徹川卿雙
4、星定位系統(tǒng)衛(wèi)星下稱定位星的軌道誤差將影響用戶星的定軌精度這種影響主要表現(xiàn)在兩個方面引入理論觀測值的計算誤差不妨稱之為等效距離誤差和觀測偏導(dǎo)數(shù)計算誤差等效距離誤差對定位星這類地球靜止衛(wèi)星,其初始軌中心站二。,。,。,。。道誤差用么?！髅础髌颉鳌鲙讏D雙星定位系統(tǒng)測量示意圖么、十△來描述顯然是比較合適的由一七衛(wèi)星的初始軌道和初始誤差我們可以近似計七算出在任意時刻的衛(wèi)星星歷誤差徑向誤差△、橫向誤差△和法向誤差△一·‘一‘?！?、尹氣△△。號一八。?！?今△△一一△一?！??！饕?△?！髌??！?、,,和,。這里為定位星的軌道根數(shù)為衛(wèi)星平均運動和分別為初軌歷元·,。幾和觀測時刻、十一△,記星歷
5、誤差引入的衛(wèi)星用戶地面中心站間距離計算誤差為則有△。一么。、二望些、二、、二夕又、火。。三‘豎里乙互、防川‘訓(xùn)互、、、川川或者···,△△廳一△,一△一式中,和分別為用戶地面中心站地心距和位置矢量,尹和分別為定位星地心,,,、距和位置矢量一用戶方向的單位矢量廣為衛(wèi)星觀測仰角左為地心護和夕為定位星徑向、橫向和軌道面法向的單位矢量于是,對雙星定位系統(tǒng)提供的雙程距離和觀測,定位星的軌道誤差對應(yīng)的等效距離誤差可寫為期胡松杰等雙星定位系統(tǒng)在中低軌衛(wèi)星定軌中的應(yīng)用又么。一“△。·十么這里,么八為定位星到用戶星間的距離計算誤差,么為定位星到地面中心站間的距離計算誤差,兩者可根據(jù)式或式計算觀測偏導(dǎo)數(shù)
6、計算誤差在用戶星的定軌算法中,對雙星定位系統(tǒng)的距離和觀測,其觀測偏導(dǎo)數(shù)可以寫為口二、廠加、戈石萬反瓦’八由上式我們可以得到定位星軌道誤差對觀測偏導(dǎo)數(shù)的計算影響為·一“,么剎急一·、口戶一不、‘了翻‘二二二而二號—二。一剎號興一由于定位星的軌道精度一般要優(yōu)于米,此時么的量級不超過一“在米級定軌精度和觀測弧段不很長的情況下,這種由于定位星軌道誤差引起的觀測偏導(dǎo)數(shù)的計算誤差可以忽略定軌原理根據(jù)信號的往返途徑的不同,雙星定位系統(tǒng)給出了兩種距離和測量模式信號只通過一顆定位星的雙程距離和測量以及信號通過兩顆定位星的交叉距離和測量對于用戶星定軌應(yīng)用而言,由于交叉距離和測量可以由同一時刻對兩星的雙程
7、距離和測量組合得到,在各類數(shù)據(jù)精度相當(dāng)且數(shù)據(jù)較為充足的情況下,這類交叉數(shù)據(jù)的意義并不大,因此為描述的簡單方便起見,這里暫不討論這類交叉距離和測量數(shù)據(jù)用戶星單星定軌原理根據(jù)雙星定位系統(tǒng)的雙程測量模式,在用于中低軌衛(wèi)星定軌時,其測量模型為,、二二一,,所一側(cè)乞二其中八和八分別為雙星系統(tǒng)第乞顆衛(wèi)星到地面中心站和用戶星的距離,,為雙星系統(tǒng)第乞顆衛(wèi)星的位置矢量,。為用戶星的位置矢量,為地面中心站的位置矢量對此測量模式,相應(yīng)的測量方程可記為戶二工,下今天文學(xué)報卷其中認(rèn)
