[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

本發明提出了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，通過低軌衛星搭載轉發式接收機來測量GEO衛星轉發的下行信號到地面站和低軌衛星的時延，輔助地面轉發式測軌網對GEO衛星進行精密定軌，提高定軌精度。相比于現有技術，本發明的地面站上行信號經GEO衛星攜帶的轉發器轉發，一路由地面站接收，另一路由作為運動觀測站的低軌衛星接收，無需GEO衛星搭載原子鐘；本發明可以人為的創造GEO衛星和運動觀測站的相對運動，并且改善GEO的測軌幾何因子，實現運動觀測站輔助地面轉發式測軌網進行聯合定軌，提高定軌精度。

技術領域

本發明屬于衛星定軌技術領域，具體涉及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。

背景技術

GEO衛星的高軌、靜地特點具有兩面性，優勢是地面覆蓋范圍廣，因此被廣泛應用于通信、氣象、導航定位和數據中繼等領域；缺陷是與地面站組合形成的星地幾何構型固定，且當觀測站分布受限于地理條件時，GEO衛星的定軌精度不夠理想。

現有技術使用高精度轉發式GEO衛星測定軌技術實現衛星定軌，而該技術中轉發式地面站分布受限，地面站與GEO衛星的幾何構型變化小，這種靜態的偽距觀測方式對GEO衛星的動力學約束能力弱，因此對GEO衛星的定軌精度有較大影響。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供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。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

第一方面，本發明提供的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，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。

可選的，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。

可選的，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。

可選的，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：