[發明專利]一種近地軌道衛星的星上實時軌道預報方法

有效

• 申請號: 202110941066.0
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113624243B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 袁俊軍;唐成盼;李凱;鞏秀強;周善石;曹月玲;胡小工
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24;G01S19/14;G01S19/42
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發明涉及衛星軌道預報技術領域，提出一種近地軌道衛星的星上實時軌道預報方法，包括由近地軌道衛星接收數據，并且對所述數據進行內容檢驗以及格式轉換；由近地軌道衛星對所述數據進行預處理；以及由近地軌道衛星根據預處理后的數據確定預報軌道，其中包括由近地軌道衛星執行下列動作：根據預處理后的數據進行精密單點定位解算以確定離散軌道點；對所述離散軌道點進行擬合以確定初始軌道；計算地球中心引力以及非球形地球重力場攝動；以及根據所述初始軌道、地球中心引力以及非球形地球重力場攝動進行軌道積分外推以確定預報軌道。

技術領域

本發明總的來說涉及衛星軌道預報技術領域。具體而言，本發明涉及一種近地軌道衛星的星上實時軌道預報方法。

背景技術

近地軌道(low earth orbit LEO)衛星通常運行于300-2000km的近地球軌道，其飛行速度快，相對于地面監測站的圖形幾何構型變化快，是天然的全球衛星導航系統(Global Navigation Sate ll i te System GNSS)監測站和導航信號播發平臺。相比高地球軌道的GNSS衛星，LEO衛星所播發的導航信號傳播過程中具有損失更小、落地功率大、并且擁有較快的圖形變化結構的優點，有利于地面精密單點定位的模糊度快速收斂。因此，基于大規模LEO星座構建低軌導航增強系統成為導航增強領域的研究熱點。

為了保證LEO衛星提供實時高精度的定位、導航、授時(Positioning、Navigation、Timing PNT)服務，必須實現LEO衛星星上實時高精度軌道預報。目前通常使用的LEO衛星軌道預報方法包括多項式擬合法、軌道根數分析法以及動力學擬合法。然而，多項式擬合法及軌道根數分析法精度過低，無法滿足低軌導航增強系統的軌道預報精度需求。而動力學擬合法盡管精度有所保障，但需依賴強大的計算能力，不適用于處理能力十分有限的LEO衛星星載處理器，只能將星載觀測數據下傳到地面再進行計算，無法滿足實時性要求。

發明內容

為至少部分解決現有技術中的上述問題，本發明提出一種近地軌道衛星的星上實時軌道預報方法，包括下列步驟：

由近地軌道衛星接收數據，并且對所述數據進行內容檢驗以及格式轉換；

由近地軌道衛星對所述數據進行預處理；以及

由近地軌道衛星根據預處理后的數據確定預報軌道，其中包括由近地軌道衛星執行下列動作：

根據預處理后的數據進行精密單點定位解算以確定離散軌道點；

對所述離散軌道點進行擬合以確定初始軌道；

計算地球中心引力以及非球形地球重力場攝動；以及

根據所述初始軌道、地球中心引力以及非球形地球重力場攝動進行軌道積分外推以確定預報軌道。

在本發明一個實施例中規定，所述近地軌道衛星具有星載全球衛星導航系統接收機，其中所述星載全球衛星導航系統接收機接收全球衛星導航系統衛星發出的數據。

在本發明一個實施例中規定，其特征在于，近地軌道衛星接收的數據包括：近地軌道星載相位、近地軌道偽距、全球衛星導航系統軌道數據、全球衛星導航系統鐘差、地球定向參數以及衛星天線相位中心改正值。

在本發明一個實施例中規定，所述數據內容檢驗包括數據容量檢驗、數據日期檢驗以及數據來源檢驗。

在本發明一個實施例中規定，由近地軌道衛星對所述數據進行預處理包括：

進行電離層延遲修正以確定電離層延遲誤差；

進行全球衛星導航系統衛星/近地軌道衛星的天線相位中心修正以確定全球衛星導航系統衛星/近地軌道衛星的天線相位中心偏差；以及

進行相對論修正以確定相對論延遲誤差。