[发明专利]一种适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法

说明书

一种适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，属于航天器姿态和轨道控制技术领域，采用实时定轨与轨道外推相结合的定轨方式，首先在非动中成像模式下利用GNSS实时测量的轨道数据确定卫星的平根数，再根据平根数进行卫星短周期项的计算，最后根据平根数和短周期项确定卫星的瞬根数；在短期的动中成像模式下，首先利用最近更新的GNSS数据外推卫星轨道平根数，再进行短周期项计算，最后根据平根数和短周期项确定卫星的瞬根数。其中短周期项计算考虑轨道偏心率影响，适用于大偏心率的椭圆轨道，轨道确定精度较高。

技术领域

本发明涉及一种适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，适用于基于GNSS定轨、有动中成像需求的近圆或椭圆轨道卫星，属于航天器姿态和轨道控制技术领域。

背景技术

遥感卫星有动中成像的需求，为保证载荷工作任务顺利实现，对卫星的姿态机动和姿态稳定度提出了极高的要求。遥感卫星成像时需要根据轨道数据进行目标偏流角计算，尤其是动中成像模式下偏流角幅值变化剧烈，当定轨数据有随机误差时对偏流角稳定度有较大的影响。而现有技术中，并未发现适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，采用实时定轨与轨道外推相结合的定轨方式，首先在非动中成像模式下利用GNSS实时测量的轨道数据确定卫星的平根数，再根据平根数进行卫星短周期项的计算，最后根据平根数和短周期项确定卫星的瞬根数；在短期的动中成像模式下，首先利用最近更新的GNSS数据外推卫星轨道平根数，再进行短周期项计算，最后根据平根数和短周期项确定卫星的瞬根数。其中短周期项计算考虑轨道偏心率影响，方法同样适用于大偏心率的椭圆轨道，轨道确定精度较高。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，包括如下步骤：

S1、判断卫星是否处于动中成像模式，如果卫星处于非动中成像模式，转入S2，否则转入S3；

S2、利用GNSS实时测量的轨道数据确定卫星轨道平根数，然后转入S4；

S3、利用最近更新的GNSS数据外推卫星轨道平根数，然后转入S4；

S4、利用卫星轨道平根数计算卫星短周期项；

S5、根据卫星轨道平根数和卫星短周期项确定卫星的瞬时轨道根数，完成轨道获取。

一种适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，包括如下步骤：

S11、当卫星处于非动中成像模式时，利用GNSS实时测量的轨道数据，计算轨道外推初值；若卫星进入动中成像模式，转入S12，否则利用GNSS实时测量的轨道数据确定卫星轨道平根数，转入S13；

S12、利用轨道外推初值确定卫星轨道平根数，转入S13；

S13、利用卫星轨道平根数计算卫星短周期项；

S14、根据卫星轨道平根数和卫星短周期项确定卫星的瞬时轨道根数，完成轨道获取。

上述适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，优选的，所述卫星轨道为圆轨道或椭圆轨道。

上述适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，优选的，所述动中成像模式的连续工作时间不超过300s。

上述适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，优选的，当卫星处于非动中成像模式时，GNSS实时数据无效或者数据异常时，根据最近更新的GNSS数据外推计算轨道外推初值。

上述适用于动中成像的基于GNSS数据的轨道获取方法，优选的，当卫星处于动中成像模式结束时，转入非动中成像模式。