[发明专利]一种低轨卫星星座自主定轨方法及系统

权利要求书

1.一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、获取星间链路测距数据、星载GNSS接收机观测数据；

步骤S2、根据所述星载GNSS接收机观测数据，构建联合平差模型，得到低轨卫星定轨结果，具体过程为：

步骤S21、对星载GNSS接收机观测数据进行预处理；

步骤S22、根据预处理后的观测数据进行星上PPP解算，得到每颗低轨卫星的在轨粗略空间位置；

步骤S23、根据低轨卫星的在轨粗略空间位置和太阳历书，采用自适应算法选择定轨摄动改正力学模型建立低轨卫星动力学微分方程；

步骤S24、根据星载GNSS接收机观测数据组建观测模型，联合低轨卫星动力学微分方程和所述观测模型建立定轨函数模型；

步骤S25、构造随机模型，融合定轨函数模型和随机模型建立联合平差模型，根据联合平差模型得到低轨卫星定轨结果；

步骤S3、根据步骤S1中的星间链路测距数据构建低轨卫星星座空间网络，以步骤S2得到的低轨卫星定轨结果为基础，根据低轨卫星星座空间网络和联合平差模型，得到低轨卫星星座自主定轨结果。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，所述预处理过程包括周跳探测和粗差探测。

3.根据权利要求2所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，所述周跳探测过程为：

采用M-w组合法对星载GNSS接收机观测数据进行首次周跳探测，得到首次周跳探测结果；

采用GF组合法对首次周跳探测结果进行二次周跳探测，得到周跳探测结果。

4.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，步骤S22中的星上PPP解算采用非差无电离层观测模型。

5.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，步骤S23中的自适应算法的具体过程为：

计算低轨卫星分别与地球、太阳的空间位置关系及构成的角度关系；

根据低轨卫星分别与地球、太阳的空间位置关系及构成的角度关系，采用自适应判断条件自主选择不同角度情况下的定轨摄动改正力学模型。

6.根据权利要求4所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，所述自适应判断条件为ECOM模型、BOX-wing模型、重力场模型和固体潮改正模型使用的条件。

7.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，步骤S24中的观测模型为非差无电离层组合观测模型。

8.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，构造随机模型的步骤为：

获取星载GNSS接收机接收到的导航信号与星载GNSS接收机测量的截止高度角；

对导航信号进行卫星信号质量分析，得到卫星信号质量信噪比；

根据所述星载GNSS接收机测量出的截止高度角与卫星信号质量信噪比对导航信号进行自适应定权，得到自适应定权值；

根据自适应定权值构造所述随机模型。

9.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，所述联合平差模型采用平差处理方法，所述平差处理方法为根据自适应定权值采用卡尔曼滤波的数据处理方法。

10.一种低轨卫星星座自主定轨系统，用于实现权利要求1-9任一所述的一种低轨卫星星座自主定轨方法，其特征在于，包括数据获取模块，构建模型模块，数据处理模块，自主定轨模块，其中，

所述数据获取模块用于获取星间链路测距数据、星载GNSS接收机观测数据、导航信号与星载GNSS接收机截止高度角；

所述构建模型模块根据所述数据获取模块获取到的数据进行模型的构建，包括根据星载GNSS接收机观测数据组建观测模型、根据星间链路测距数据构建的低轨卫星星座空间网络、根据导航信号与星载GNSS接收机截止高度角构建的随机模型，根据观测模型联合低轨卫星动力学微分方程建立定轨函数模型，根据定轨函数模型和随机模型建立联合平差模型；

所述数据处理模块根据构建模型模块构建的模型对低轨卫星进行处理，得到低轨卫星定轨结果；

所述自主定轨模块用于根据所述数据处理模块得到的定轨结果实现卫星星座实现自主定轨。