[發明專利]一種大偏心率軌道高精度軌道計算方法

有效

• 申請號: 202111653331.1
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114440886B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 林書宇;何益康;馬雪陽;周連文;沈怡颹
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/24;G06F17/16
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 完增榮;張雙紅

1.一種大偏心率軌道高精度軌道計算方法，其特征在于，包含：

步驟S1、生成軌道計算時間內的軌道六根數序列和位置矢量序列，作為真值；

步驟S2、初始化軌道計算參數，其維數為18，前6個參數初始化為初始時刻軌道六根數，后12個參數初始化為0，

所述軌道計算參數參數定義如下：

a₀表示半長軸初值，e₀表示偏心率初值，i₀表示傾角初值，Ω₀表示升交點赤經初值，ω₀表示升交點赤經初值，M₀表示平近點角初值，Δn表示平均軌道角速度修正值，表示軌道傾角一次項，表示升交點赤經一次項，C_rs表示地心距修正項正弦系數，C_rc表示地心距修正項余弦系數，C_is表示軌道傾角修正項正弦系數，C_ic表示軌道傾角修正項余弦系數，C_us表示緯度幅角修正項正弦系數1，C_uc表示緯度幅角修正項余弦系數1，C_us1表示緯度幅角修正項正弦系數2，C_uc1表示緯度幅角修正項余弦系數2；

步驟S3、判斷軌道計算參數的修正次數是否大于5次，若是，則進入步驟S4，若否，則進入步驟S5；

步驟S4、結束軌道計算參數求解；

步驟S5、由軌道計算參數和軌道計算時間序列生成相應的軌道根數序列，

由18個軌道計算參數和軌道計算時間生成軌道六根數的步驟如下：

計算平均軌道角速度：

修正平均軌道角速度：n＝n₀+Δn；

計算當前時刻相對軌道計算起始時刻的時間增量：Δt＝t_k-t₀；

計算當前時刻平近點角初值：M_k＝M₀+nΔt；

初值取E₀＝M_k，采用Newton-Ralphson法，迭代四次得到偏近點角：

計算真近點角初值：

計算當前時刻的緯度幅角初值：u_k0＝f_k0+ω₀；

計算緯度幅角修正項：Δu＝C_uc?cos2u_k0+C_us?sin2u_k0+C_uc1?cosu_k0+C_us1?sinu_k0；

計算地心距修正項：Δr＝C_rc?cos2u_k0+C_rs?sin2u_k0；

計算軌道傾角修正項：Δi＝C_ic?cos2u_k0+C_is?sin2u_k0；

修正緯度幅角：u_k＝u_k0+Δu；

計算地心距：

計算軌道傾角：i_k＝i₀+Δi+iΔt；

計算升交點赤經：

修正真近點角：f_k＝u_k-ω₀；

計算半長軸：

更新偏近點角：

計算平近點角：M_k＝E_k-e₀sin?E_k；

得到當前時刻軌道根數：σ_k＝[a_k?e₀?i_k?Ω_k?ω₀?M_k]；

步驟S6、將生成的軌道根數序列轉換為位置矢量序列，與真值序列做差，得到位置矢量計算誤差；

步驟S7、基于生成的軌道根數序列，更新位置矢量關于軌道計算參數的雅可比矩陣；

步驟S8、基于位置矢量計算誤差和雅可比矩陣，采用最小二乘法求解軌道計算參數的修正量；

步驟S9、對軌道計算參數進行修正，進入步驟S3，開始新的一次參數修正或結束軌道計算參數的求取。