[發明專利]有勢位力作用下的導航衛星軌道確定改進的無奇點技術

有效

• 申請號: 201310545077.2
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103777208A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 許國昌;許佳;曲云英;李忠華;李鵬
• 申請（專利權）人: 福建納威導航科技有限責任公司
• 主分類號: G01S19/01
• 分類號: G01S19/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用無奇點理論和技術確定衛星軌道和對衛星軌道進行改進的方法和技術，涉及衛星導航定位技術領域，涉及導航衛星測量定軌領域，屬于大地測量與衛星導航定位學科，屬于天體測量與天體力學學科。?

背景技術

有勢位作用下的導航衛星的軌道確定和改進的關鍵問題在于衛星運動方程應用。?

目前主要描述導航衛星運動的方程有兩類：1)?直角坐標系下的運動方程，該方法無法獲得理論解即理論的軌道描述，所以只能用數值積分求解，需要積分器，需要較大的計算能力，很難實時，無法對運動進行定性分析，無法星上自行定軌應用。2)?開普勒變量下的拉格朗日方程，應用該方程可以求得衛星軌道的理論描述，定軌和軌道改進變成擬合平差濾波，計算量大大減小，適合于星上自行定軌應用，可以實時，但是軌道理論描述存在奇點問題。?

GPS?導航衛星的軌道基本上都是近圓形的軌道，所以衛星軌道有近圓奇點問題。北斗衛星導航系統除了近圓軌道衛星外，還有赤道軌道衛星，既存在近圓奇點問題，也存在赤道軌道奇點問題。?

上述現有理論方法技術要么存在計算量大，需要積分器，很難實時，無法定性分析的缺點，要么存在奇點問題，無法用于導航衛星的定軌。?

發明內容

要解決的技術問題?

為了使得能夠自行星上定軌和軌道改進，本發明提出一種無奇點的技術能使導航衛星軌道的理論描述不含奇點，從而使得到導航衛星軌道的確定和改進都可以獲得理論描述而不會發生奇異，從而通過衛星觀測擬合平差濾波，實現實時星上自行定軌。利用本發明進行衛星定軌和軌道改進可以實現北斗系統的自主能力，減少對地面控制站的依賴，從而提高北斗系統在實戰中的生存能力，從而提高北斗應用的范圍，并具有計算簡單、精度高，成本降低等優點。

技術方案?

??本發明的技術特征在于：以不含奇點的位函數對開普勒根數的扁導數為基礎，根據判據，決定如何組成無奇點的運動方程，然后利用中值積分定理求得軌道的理論描述，并通過對衛星的觀測擬合平差濾波獲得軌道確定和改進，具體步驟如下：

?步驟1?：求取攝動位相對于開普勒根數平近點角的偏導數；

步驟2?：求取攝動位相對于開普勒根數近地點角的偏導數；

?步驟3?：求取攝動位相對于開普勒根數軌道橢圓扁率的偏導數；

?步驟4?：求取攝動位相對于開普勒根數軌道面傾角的偏導數；

?步驟5?：求取攝動位相對于開普勒根數升交點赤經的偏導數；

?步驟6?：求取攝動位相對于開普勒根數軌道橢圓半長軸的偏導數；

?步驟7?：判斷攝動位相對于開普勒根數軌道面傾角的偏導數是否含有因子sini；

步驟8?：判斷攝動位相對于開普勒根數軌道橢圓扁率的偏導數是否含有因子e；

步驟9?：根據初始軌道根數判斷軌道傾角是否為零，即軌道是否為赤道軌道；

步驟10?：根據初始軌道根數判斷軌道橢圓扁率是否為零，即軌道是否為圓形軌道；

步驟11?：根據下式（同權利要求中7式）組成開普勒根數軌道半長軸相對于時間的導數的微分方程；

步驟12?：根據下式（同權利要求中8式）組成開普勒根數軌道軌道橢圓扁率的平方的一半相對于時間的導數的微分方程；

步驟13?：根據下式（同權利要求中9式）組成開普勒根數近地點角相對于時間的導數的微分方程；

步驟14?：根據下式（同權利要求中10式）組成開普勒根數軌道軌道面傾角的余弦函數相對于時間的導數的微分方程；

步驟15?：根據下式（同權利要求中11式）組成開普勒根數軌道升交點赤經相對于時間的導數的微分方程；

步驟16?：根據下式（同權利要求中12式）組成開普勒根數軌道平近點角相對于時間的導數的微分方程；

步驟17?：根據中值積分定理積分上述步驟（11-16）所給的各公式從而獲得無奇點的軌道理論描述；

步驟18?：根據對衛星的觀測對軌道理論描述進行擬合平差濾波，從而確定衛星軌道或其改進。

有益效果?