[发明专利]一种基于参考轨道的高精度半长轴衰减确定方法

说明书

一种基于参考轨道的高精度半长轴衰减确定方法，使用经在轨使用和维护的参考轨道作为基准和控制目标，确定触发基于参考轨道采样点的导航计算的时序逻辑，在轨采用参考轨道采样点的参数形式进行定周期的导航计算，对导航数据进行时空基准转换，建立以参考轨道采样点为原点的虚拟编队坐标系并进行航迹向补偿，对补偿后的虚拟编队坐标系数据进行高精度几何处理，对导航结果的进行稳定性判断，保护数据的有效稳定。本发明克服了轨道半长轴自身的周期性变化对半长轴衰减确定的影响，相较直接使用GNSS测量数据进行轨道根数的瞬根/平根转换等方式，能够为姿轨控系统提供衰减确定精度更高，衰减率数值结果更稳定的半长轴衰减量。

技术领域

本发明涉及航天器工程技术应用领域，尤其涉及一种基于参考轨道的高精度半长轴衰减确定方法。

背景技术

近地航天器的轨道确定，普遍采用基于GNSS测量系统(Global NavigationSatellite System，全球卫星导航系统)实时测量的轨道数据，进行高精度的目标轨道控制，其控制参数是轨道半长轴相较参考轨道目标值的衰减量。直接使用GNSS数据进行轨道确定，所得到的轨道瞬根/平根，特别是半长轴存在明显的周期波动特性。目前，针对姿轨控系统基于参考轨道的高精度半长轴衰减确定方法，尚未有公开的专利或论文等研究成果。

发明内容

本发明提供一种基于参考轨道的高精度半长轴衰减确定方法，克服了轨道半长轴自身的周期性变化对半长轴衰减确定的影响，相较直接使用GNSS测量数据进行轨道根数的瞬根/平根转换等方式，能够为姿轨控系统提供衰减确定精度更高，衰减率数值结果更稳定的半长轴衰减量。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于参考轨道的高精度半长轴衰减确定方法，使用经在轨使用和维护的参考轨道作为基准和控制目标，确定触发基于参考轨道采样点的导航计算的时序逻辑，在轨采用参考轨道采样点的参数形式进行定周期的导航计算，对导航数据进行时空基准转换，建立以参考轨道采样点为原点的虚拟编队坐标系并进行航迹向补偿，对补偿后的虚拟编队坐标系数据进行高精度几何处理，对导航结果的进行稳定性判断，保护数据的有效稳定。

所述的对参考轨道进行在轨使用和维护的方法包含：

参考轨道按采样点的形式作为星载软件的参数存储于星载计算机，采样点采用等时间间隔的方式存储WGS84地固系位置和速度PV_ref,WGS84；

PV_ref,WGS84＝[x_ref,WGS84,y_ref,WGS84,z_ref,WGS84,vx_ref,WGS84,vy_ref,WGS84,vz_ref,WGS84]^T；

采样点时间间隔为T，量纲为秒；

考虑到回归轨道的周期回归特性，仅存储一个回归周期内的参考轨道采样点，以及第一个参考轨道采样点的历元信息t₀，量纲为秒；

通过调整第一个参考轨道采样点的历元信息，可以根据实际入轨情况进行目标状态的调整。

所述的确定触发基于参考轨道采样点的导航计算的时序逻辑的方法包含：

由绝对导航使用的导航滤波时刻t_GNSS(量纲为秒)和第一个参考轨道采样点的历元t₀，假设参考轨道的回归周期为K天，计算当前星时所处的第N个回归周期的序号数：

N＝fix[(t_GNSS-t₀)/(86400×K)]

其中，函数fix(x)表示取变量整数部分；

计算在当前回归周期内，所处的采样点段：