[发明专利]一种依据天基卫星测角资料确定低轨目标卫星初始轨道的方法

摘要

本发明公开了一种依据天基卫星测角资料确定低轨目标卫星初始轨道的方法，该方法利用高速运动低轨目标卫星相对于低轨观测卫星的测角资料，得到目标星相对观测星单位矢量的条件方程。在给条件方程加约束的前提下得到测距ρ0的条件方程l→0·r→0=ρ0+l→0·R→0]]>和l→0·Δr→0=ρ0-ρ0*(l→0·l→0*),]]>利用选择一定步长、给约束方程中的ρ0以及目标星的半长轴a0加一定权重的方法，得到迭代解作为下一步迭代的初值位置速度进而迭代计算直到收敛得到低轨目标卫星初始轨道，由此屏蔽假解，得到真解，确定目标星的位置和速度。本发明通过对求解目标加约束条件的方式，解决了由于目标星相对观测星的高速动态性和距离观测量的缺失导致的假解问题，成功使计算程序收敛到真解附近，使定轨结果接近于理论最佳解C.R下界。

主权项

一种依据天基卫星测角资料确定低轨目标卫星初始轨道的方法，其特征在于，所述方法采用天基测角资料确定低轨卫星初始轨道的运动方程，并利用该运动方程使得计算程序对所有低轨运动目标求解初始轨道时收敛到真解；所述方法首先利用高速运动低轨目标卫星相对于低轨观测卫星的测角资料，得到目标星相对观测星单位矢量的条件方程；接着，在给条件方程加约束的前提下得到测距ρ0加约束的条件方程和最后，利用选择一定步长、给约束方程中的ρ0以及目标星的半长轴a0加一定权重的方法，得到迭代解作为下一步迭代的初值：位置速度进而迭代计算直到收敛得到低轨目标卫星初始轨道，由此屏蔽假解，得到真解，确定目标星的位置和速度；具体的实现步骤如下：步骤1，依据地基定初轨的单位矢量法，得到目标相对观测星的单位矢量式中为目标星相对于观测星的单位矢量，ρk为某一时刻目标星相对于观测星的距离，观测量(αk,δk)为在惯性坐标系下的赤经赤纬；步骤2，引进两个与正交的单位矢量单位矢量由观测量赤经赤纬(αk,δk)计算，由此对每个观测量(αk,δk)产生下述两个加约束的条件方程：其中加权1/ρk*σ式中σ为迭代过程中得到的中误差；步骤3，增加对ρ0的约束条件；初始迭代只对测距ρ0加约束求解对ρ0加约束条件方程为：加权1/wr,(wr＝100米)其解作为以下迭代计算的初值第二次迭代时，改为求解的改正量此时对每个观测量(αk,δk)形成下述两个条件方程：式中由计算，而由计算；步骤4,依据再对测距ρ0加约束条件，得到测距ρ0加约束的条件方程：ρ0的初值由圆轨道计算得到，将条件方程加上述约束条件的解作为下一步迭代的初值步骤5，在迭代计算后期对半长轴a0再加入一个约束条件，需要适当加权，以匹配ρ0，以提高定轨精度。