[发明专利]一种卫星姿态轨道确定系统及方法

摘要

本发明提供了一种卫星姿态轨道确定系统及方法，星上子系统包含的姿态轨道确定模块从来自姿态轨道采集模块的卫星导航信号中获得伪距、伪距率和载波相位数据，利用伪距、伪距率和载波相位数据，生成星间相对位置信息、星间相对速度信息及三维位置信息，对三维位置信息和卫星星光仰角进行联邦滤波算法，生成卫星相对惯性系的位置信息和卫星相对惯性系的速度信息，利用卫星导航信号、卫星姿态角信息及卫星星光仰角，进行联合定姿，生成三轴角度，并对三轴角度进行最优估计，获得卫星的三轴姿态角度和三轴姿态角速度；姿轨控计算机根据姿态轨道确定模块输出的信息进行变轨和调姿控制。采用本发明的系统及方法，能够提高定姿的精度和轨道确定的实时性。

主权项

一种卫星姿态轨道确定系统，该系统包含星上子系统，其特征在于，所述星上子系统包含：姿态轨道信号采集模块，采集多种导航卫星星座的卫星导航信号、卫星姿态角信号及卫星星光仰角，输出卫星导航信号、卫星姿态角信号及卫星星光仰角至姿态轨道确定模块；姿态轨道确定模块，从卫星导航信号中获得伪距、伪距率和载波相位数据，对伪距、伪距率和载波相位数据进行误差修正和差分运算，获得星间相对位置信息和星间相对速度信息，并输出至姿轨控计算机；所述姿态轨道确定模块利用最小二乘最优估计算法及时空统一算法，根据伪距、伪距率和载波相位数据进生成三维位置信息，利用飞行动力学模型和联邦滤波算法，对三维位置信息和卫星星光仰角进行联邦滤波算法，生成卫星相对惯性系的位置信息和卫星相对惯性系的速度信息，并输出至姿轨控计算机；所述姿态轨道确定模块利用卫星导航信号、卫星姿态角信息及卫星星光仰角，进行联合定姿，生成三轴角度，利用联邦滤波算法，对三轴角度进行最优估计，获得卫星的三轴姿态角度和卫星的三轴姿态角速度，并输出至姿轨控计算机；所述姿轨控计算机根据接收到的星间相对位置信息、星间相对速度信息、卫星相对惯性系的位置信息和卫星相对惯性系的速度信息，输出变轨指令至执行模块，根据卫星的三轴姿态角度和卫星的三轴姿态角速度，输出调姿指令至执行模块；执行模块，根据变轨指令调整系统所在卫星的轨道，根据调姿指令调整系统所在卫星的姿态。