[發明專利]基于低軌衛星輔助的非導航GEO衛星轉發式測定軌方法

在審

• 申請號: 202210429063.3
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114839592A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 楊旭海;南凱;王源昕;雷輝;曹芬;劉佳;馬浪明;李志剛;李偉超;成璇;陳亮;王偉;王霄
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S19/42;G01C21/24;G01C21/02;G06F17/12;G06F17/16
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王萌

1.一種基于低軌衛星輔助的非導航GEO衛星轉發式測定軌方法，應用于地面站，其特征在于，包括：

根據多個地面站發射上行信號，該信號經待定軌GEO衛星轉發后被對應的地面站接收的多個第一觀測數據，計算多個地面站到待定軌GEO衛星的多個偽距；

確定目標低軌衛星作為運動觀測站，以及獲取運動觀測站的軌道信息；

地面站接收運動觀測站發送的觀測待定軌GEO衛星數據，得到的第二觀測數據；

其中，目標低軌衛星設置有轉發式接收機；

根據第一觀測數據以及第二觀測數據，計算經待定軌GEO衛星轉發的信號到地面站與運動觀測站之間的時延；

利用多個地面站到待定軌GEO衛星的多個偽距、某一地面站和運動觀測站的時延、各地面站的坐標和運動觀測站的軌道信息，結合待定軌GEO衛星的動力學方程對待定軌GEO衛星進行定軌。

2.根據權利要求1所述的基于低軌衛星輔助的非導航GEO衛星轉發式測定軌方法，其特征在于，所述計算多個地面站到待定軌GEO衛星的多個偽距包括：

對多個第一觀測數據進行解析，得到每個地面站發送信號的發送時刻和接收時刻；

根據每個地面站第一觀測數據解析得到的發送時刻和接收時刻，計算每個地面站到待定軌GEO衛星的偽距。

3.根據權利要求1所述的基于低軌衛星輔助的非導航GEO衛星轉發式測定軌方法，其特征在于，所述根據第一觀測數據以及第二觀測數據，計算經待定軌GEO衛星轉發的信號到地面站與運動觀測站的時延包括：

利用信號相關的處理方法，對所述第二觀測數據以及第一觀測數據進行處理，得到GEO衛星到地面站與運動觀測站的時延值。

4.根據權利要求3所述的基于低軌衛星輔助的非導航GEO衛星轉發式測定軌方法，其特征在于，

某一地面站到待定軌GEO衛星的偽距表示為：

經GEO轉發的信號到某一地面站與運動觀測站的時延表示為：

其中，ρ_s為地面站到GEO衛星的偽距；t_G為該地面站向GEO衛星發射信號的時刻；t_s為GEO衛星轉發的信號被該地面站接收的時刻；ρ_GEO與ρ_LEO分別為地面站到待定軌GEO衛星的幾何距離、待定軌GEO衛星到低軌衛星的幾何距離；τ_ins1、τ_ins2、τ_ins3分別為地面站發射上行信號的設備時延、地面站接收待定軌GEO衛星轉發下行信號的設備時延和低軌衛星接收待定軌GEO衛星轉發下行信號的設備時延；τ_tro1τ_tro2分別為地面站上行信號至待定軌GEO衛星路徑上的對流層時延、待定軌GEO衛星轉發下行信號至地面站路徑上的對流層時延，τ_ion1、τ_ion2、τ_ion3分別為地面站上行信號至待定軌GEO衛星路徑上的電離層時延，待定軌GEO衛星轉發下行信號至地面站路徑上的電離層時延和待定軌GEO衛星轉發下行信號至低軌衛星路徑上的電離層時延；τ_tran為待定軌GEO衛星上轉發器時延；τ_clo為低軌衛星鐘差；τ_eG1為地面站發射信號，經待定軌GEO衛星轉發后下行的信號再到地面站過程中未扣除的系統誤差，τ_eG2為待定軌GEO衛星轉發后下行的信號再到地面站過程中未扣除的系統誤差，τ_eL為待定GEO衛星轉發的下行信號到低軌衛星過程中未扣除的系統誤差，c為光在真空中的傳播速度。

5.根據權利要求1所述的基于低軌衛星輔助的非導航GEO衛星轉發式測定軌方法，其特征在于，所述利用多個地面站到GEO衛星的多個偽距、某一地面站和運動觀測站的時延、各地面站的坐標和運動觀測站的軌道信息，結合衛星動力學方程對待定軌GEO衛星進行定軌包括：

建立偽距與待定軌GEO衛星位置坐標的第一關系方程；

建立時延與待定軌GEO衛星位置坐標的第二關系方程；

建立待定軌GEO衛星的動力學方程；

對所述動力學方程進行求解，得到待定軌衛星GEO的軌道信息。