[发明专利]基于无奇点根数的14参数广播星历卫星位置估计方法

权利要求书

1.一种基于无奇点根数的14参数广播星历卫星位置估计方法，其特征在于，建立基于第二类无奇点轨道根数的14参数广播星历模型为：

X0=(toe,a,ξ,η,λ,h,k,λ·,h·,k·,Crc,Crs,Cuc,Cus)]]>

其中，t_oe为广播星历参考时刻；为λ的变化率，分别为h,k的变化率，C_rc代表卫星轨道半径的余弦调和改正项的振幅，C_rs为卫星轨道半径的正弦调和改正项的振幅，C_uc为真经度的余弦调和改正项的振幅，C_us为真经度的正弦调和改正项振幅；(a,ξ,η,λ,h,k)为第二类无奇点变量；

所述卫星位置估计方法包括如下步骤：

步骤1，根据广播星历的参考时间t_oe，计算观测时刻t相对t_oe的归化时间t_k：

t_k＝t-t_oe

步骤2，计算卫星平均运动速度n：

n=μ/a3]]>

其中，μ代表CGCS2000坐标系下的地球引力常数；

步骤3，计算t_k时刻卫星轨道的平经度λ_k：

λk=λ+(n+λ·)tk]]>

步骤4，利用牛顿迭代的方法计算t_k时刻卫星运动的偏经度E_k：

E_k＝λ_k+ξsin E_k-1+ηcos E_k-1

上式中，下标k＝1,2,3…，初始时，E₀＝λ_k；迭代结束条件为|E_k-E_k-1|≤10^σ；其中σ根据计算精度而定；

步骤5，计算t_k时刻卫星运动的卫星径矢r_k：

r_k＝a(1-ξcos E_k+ηsin E_k)

步骤6，计算t_k时刻卫星运动的真经度u_k：

uk=atan(sin ukcos uk)]]>

其中，

sin uk=ark(sin Ek+η-ξξ2+η2-(1-rk/a)21+1-ξ2-η2)]]>

cos uk=ark(cos Ek-ξ-ηξ2+η2-(1-rk/a)21+1-ξ2-η2)]]>

步骤7，计算t_k时刻卫星轨道参量的修正量：

hk=h+h··tk]]>

kk=k+k··tk]]>

r′_k＝r_k+C_rccos(2u_k)+C_rssin(2u_k)

u′_k＝u_k+C_uccos(2u_k)+C_ussin(2u_k)

步骤8，计算t_k时刻卫星在惯性坐标系下的位置

r→eci=rk′cos uk′·P*+rk′sin uk′·Q*]]>

式中：

P*=1-k21+cos I-hk1+cos Ik,Q*=-hk1+cos I1-h21+cos Ih,cos I=1-hk2-kk2]]>

步骤9，计算t_k时刻卫星在地心地固坐标系下的位置：

r→ecf=Rz(ωetk)r→eci]]>

式中，R_z为由惯性坐标系转到地心地固坐标系的坐标旋转矩阵，ω_e为地球自转角速度；

至此，就完成了基于第二类无奇点根数的14参数广播星历对卫星位置的计算。