[发明专利]一种适用于组网低轨卫星联合定轨的系统及方法

权利要求书

1.一种适用于组网低轨卫星联合定轨的系统，其特征在于，包括LE0星座地面集中式定轨模块和LEO星座分布式定轨模块；

所述LE0星座地面集中式定轨模块，用于获取观测数据和测量数据，并根据所述观测数据和所述测量数据获取各颗LE0星座卫星的预测轨道信息；

所述LEO星座分布式定轨模块，用于根据所述测量数据和所述预测轨道信息获取所述LEO星座卫星的轨道信息；

所述LE0星座地面集中式定轨模块包括地面跟踪站、LEO星座卫星、数据处理中心、GNSS卫星以及注入站；

所述地面跟踪站，用于获取观测数据；所述观测数据由所述地面跟踪站对可跟踪范围内的所述LEO星座卫星进行跟踪测量获取；

所述LEO星座卫星，用于获取测量数据；所述测量数据包括所述LEO星座卫星与周围的所述LEO星座卫星的距离以及所述LEO星座卫星与所述GNSS卫星的距离；

所述数据处理中心，用于根据所述观测数据和所述测量数据获取各颗所述LEO星座卫星的预测轨道信息；

所述注入站，用于将所述预测轨道信息注入至对应的所述LEO星座卫星。

2.根据权利要求1所述的一种适用于组网低轨卫星联合定轨的系统，其特征在于，所述数据处理中心包括预处理单元、误差修正单元以及计算单元；

所述预处理单元，用于对所述观测数据和/或所述测量数据进行预处理；

所述误差修正单元，用于对所述观测数据和/或所述测量数据进行误差修正；

所述计算单元，用于根据预处理和/或误差修正后的所述观测数据和所述测量数据计算所述预测轨道信息。

3.根据权利要求2所述的一种适用于组网低轨卫星联合定轨的系统，其特征在于，所述计算单元包括建立子单元、构建子单元以及计算子单元；

所述建立子单元，用于根据预处理和/或误差修正后的所述观测数据和所述测量数据建立各颗所述LEO星座卫星的观测方程；

其中，y_{星间链路i}、y_GNSS-LEOj、y_{LEO-地面站k}分别表示t_e时刻相应的所述LEO星座卫星对应第i条LEO星间链路观测值、相应LEO卫星观测到第j颗GNSS卫星的观测值、相应LEO卫星与第k个地面跟踪站的观测值，x_G表示t_e时刻相应LEO卫星轨道状态改正数，x_{星间链路i}、x_CNSS-LEOj、x_{LEO-地面站k}分别表示除x_G以外的待求参数，包括对流层延迟、电离层延迟和收发延时参数；v_{星间链路i}、v_GNSS-LEOj、v_{leo-地面站k}表示相应星间链路、GNSS观测以及地面跟踪站观测数据所包含的观测噪声；

所述构建子单元，用于根据轨道动力学模型、地球自转与极移模型以及LEO星座卫星整体旋转模型构建所述LEO星座卫星的状态方程；

其中，r表示所述LEO星座卫星在坐标系中的空间位置矢量，v表示所述LEO星座卫星在坐标系中的加速度矢量，β为轨道动力学模型参数、地球自转与极移模型参数以及LEO星座整体旋转模型参数共同构成的矩阵，f_TB表示地球摄动力、地球大气阻力或太阳辐射压力的影响、f_NS表示地球自转与极移的影响，f_TD表示所述LEO星座卫星整体旋转的影响，W表示其他作用在所述LEO星座卫星上的力；

所述计算子单元，基于所述观测方程和所述状态方程，利用简化动力学算法并结合卡尔曼滤波算法获取各颗所述LEO星座卫星对应时刻的轨道位置，同时根据所述LEO星座卫星的实际位置，利用轨道外推算法获取各颗所述LEO星座卫星的预测轨道信息。