[发明专利]一种卫星的定轨方法

说明书

本发明公开一种卫星的定轨方法，融合星地星间观测数据进行定轨：首先，对L波段伪距观测数据进行预处理，以剔除残差大于指定值的伪距观测数据；并对L波段相位观测数据进行预处理，包括探测相位观测数据中的周跳，并进行修复；然后，对Ka波段星间观测数据进行误差修正，并对误差修正后的Ka波段星间观测数据进行时标修正，根据参考卫星轨道和钟差信息对星间相对距离进行改正，将其归算到中间历元；以及融合星间相对距离及L波段伪距及相位观测数据，组建法方程，进行定轨解算。

技术领域

本发明总的来说涉及航空航天技术领域，更具体而言涉及一种卫星的定轨方法。

背景技术

目前卫星导航领域常规的卫星轨道测定技术是基于L波段星地观测数据的多星多站定轨，其原理是依靠一定数量的监测接收机对可见卫星进行跟踪观测，获得L波段的伪距和相位观测数据，约束监测接收机的坐标，解算卫星轨道根数以及光压参数，并通过轨道积分及拟合得到卫星广播星历。由于监测接收机成本低，易于实现与推广，成为了导航卫星定轨的主要手段。

但是大量的研究论证和计算分析表明，基于L波段星地观测数据的多星多站定轨要求监测接收机能够实现对卫星全弧段多重连续跟踪观测，因此需要在全球范围内的中低纬度地区均匀布设几十个甚至更多的监测接收机，才能获得精度较高且精度稳定的轨道测定结果。一旦监测接收机数量不足，或分布不均，则在监测接收机分布不足的区域，卫星轨道精度将会降低，广播星历也无法及时更新。

此外，当地面运控系统故障时，还会采用基于Ka波段星间观测数据的卫星星座自主定轨，防止系统服务中断。采用Ka波段进行卫星之间的测距与通信，不受地面监测接收机的数量与分布的限制，实现对卫星全弧段多重覆盖。但是，该方法仅依靠几个地面锚固站与卫星星座建链，得到的卫星轨道精度比基于L波段星地观测数据的多星多站定轨低。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明提供一种卫星的定轨方法，其融合了星地星间观测数据，可应用于北斗导航卫星，所述生成方法包括：

对L波段伪距观测数据进行预处理，包括剔除残差大于指定值的伪距观测数据；

对相位观测数据进行预处理，包括探测相位观测数据中的周跳，并进行修复；

对Ka波段星间观测数据进行误差修正；

对误差修正后的Ka波段星间观测数据进行时标修正，并根据参考卫星轨道和钟差信息对星间相对距离进行改正，将其归算到中间历元；以及

融合星间相对距离及L波段伪距及相位观测数据，进行定轨解算。

进一步地，所述剔除残差大于指定值的伪距观测数据包括：

根据参考轨道及测站坐标计算O-C值；以及

通过中位数法剔除残差大于指定值的伪距观测数据。

进一步地，所述Ka波段星间观测数据的误差修正包括卫星天线相位中心修正以及相对论改正。

进一步地，所述Ka波段星间观测数据的误差修正还包括，对卫星与地面Ka波段锚固站观测数据进行电离层模型修正、对流层模型修正以及固体潮改正和接收机相位中心改正。

进一步地，所述定轨解算采用的力学模型包括：地球对卫星的中心引力、保守力摄动和非保守力摄动。

进一步地，所述保守力摄动包括N体摄动、地球形状摄动、固体潮、以及海潮摄动。

进一步地，所述非保守力摄动包括太阳直射辐射压摄动、地球反照辐射压摄动以及卫星本体辐射摄动。

进一步地，所述定轨解算还包括：进行定轨解算前，对时标修正后的星间观测数据进行配对，实现星间相对距离及相对钟差的解耦合。