[發(fā)明專利]一種提高衛(wèi)星軌道攝動力模型表示精度的方法

在審

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• 申請日: 2018-01-02
• 公開（公告）號: CN108460176A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 王炯琦;陳彧赟;何敏藩;苗晴;邢立寧;石建邁;趙德勇;何章鳴;侯博文
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院;佛山市有義家科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

本發(fā)明公開了一種提高衛(wèi)星軌道攝動力模型表示精度的方法，包括將衛(wèi)星軌道攝動力模型引力模型、不確定性攝動力模型以及高頻攝動力噪聲；將衛(wèi)星真實軌道分為三部分；獲取由不確定性攝動力模型和高頻攝動力噪聲引起的衛(wèi)星軌道攝動偏差；建立衛(wèi)星軌道攝動偏差的小波基函數(shù)模型；獲取衛(wèi)星軌道攝動殘差，建立衛(wèi)星軌道攝動殘差的平穩(wěn)自回歸時間序列參數(shù)模型；實現(xiàn)衛(wèi)星軌道攝動力模型的參數(shù)辨識以及精密定軌。本發(fā)明通過對衛(wèi)星軌道攝動力模型進行分類表示，減少衛(wèi)星軌道攝動力模型的待估參數(shù)，提高定軌的計算效率，同時有效辨識衛(wèi)星軌道攝動力模型中的不確定性攝動力模型及高頻攝動力噪聲，提高衛(wèi)星軌道攝動力的表示精度，進而提高衛(wèi)星軌道確定精度。

技術領域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星技術領域，更具體地說涉及一種提高衛(wèi)星軌道攝動力模型表示精度的方法。

背景技術

衛(wèi)星精密定軌是利用大量的測軌數(shù)據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星軌道攝動力模型，通過采用合適的非線性參數(shù)估計方法，來得到衛(wèi)星軌道參數(shù)的過程。該過程包括了三個建模過程：狀態(tài)模型的構建、觀測模型的構建和估計模型的構建。因此衛(wèi)星精密定軌問題可以歸納為一個多模型多結(jié)構的非線性參數(shù)估計問題。

狀態(tài)模型，即衛(wèi)星軌道攝動力模型，其精確性直接影響著衛(wèi)星定軌精度。然后，在對衛(wèi)星狀態(tài)模型進行構建時，由于衛(wèi)星在軌環(huán)境復雜，導致衛(wèi)星攝動力模型復雜，涉及到的參數(shù)多且具有較強的隨機性和不規(guī)則性，很難對其進行精確的模型和參數(shù)表達，無法得到其嚴格的解析解；此外，復雜的模型也會導致定軌計算量大，這些均會影響衛(wèi)星的定軌精度。

對于衛(wèi)星軌道攝動力物理模型或其參數(shù)不能完全確定的攝動力部分，現(xiàn)有方法一般采用經(jīng)驗加速度對其攝動力建模誤差進行補償或修正，如可將經(jīng)驗加速度假設為分段常值或者一階Gauss-Markov隨機過程來吸收衛(wèi)星軌道攝動力模型誤差，但現(xiàn)有衛(wèi)星軌道攝動力補償方法一般是基于人工經(jīng)驗和假設，這也將大大增加待估參數(shù)數(shù)量，且容易改變定軌法方程系數(shù)矩陣的性態(tài)，影響衛(wèi)星定軌精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種提高衛(wèi)星軌道攝動力模型表示精度的方法。

本發(fā)明解決其技術問題的解決方案是：

一種提高衛(wèi)星軌道攝動力模型表示精度的方法，所述衛(wèi)星是近地的人造衛(wèi)星，包括以下步驟：

步驟1.將衛(wèi)星軌道攝動力模型分為三類，分別為可精確建模的引力模型、不確定性攝動力模型以及高頻攝動力噪聲，其中所述引力模型包括地球質(zhì)點引力、低階地球非球形引力以及日月引力，所述不確定性攝動力模型包括高階地球非球形引力、大氣阻力、太陽能光壓力、地球潮汐力以及地球輻射壓力；

步驟2.根據(jù)衛(wèi)星軌道攝動力模型的分類，將衛(wèi)星真實軌道分為三部分，分別為引力模型產(chǎn)生的第一軌道、不確定性攝動力模型產(chǎn)生的第二軌道以及高頻攝動力噪聲產(chǎn)生的第三軌道；

步驟3.獲取由不確定性攝動力模型和高頻攝動力噪聲引起的衛(wèi)星軌道攝動偏差；

步驟4.采用小波分析算法，建立衛(wèi)星軌道攝動偏差的小波基函數(shù)模型；

步驟5.利用小波基函數(shù)模型表示衛(wèi)星軌道攝動偏差，獲取衛(wèi)星軌道攝動殘差，基于時間序列建模算法，建立衛(wèi)星軌道攝動殘差的平穩(wěn)自回歸時間序列參數(shù)模型；

步驟6.結(jié)合所述引力模型、衛(wèi)星軌道攝動偏差的小波基函數(shù)模型以及衛(wèi)星軌道攝動殘差的平穩(wěn)自回歸時間序列參數(shù)模型，利用衛(wèi)星精密定軌算法，實現(xiàn)衛(wèi)星軌道攝動力模型的參數(shù)辨識以及精密定軌。