[发明专利]一种基于四程中继跟踪模式的远月面着陆器精密定位方法

摘要

本发明提供一种基于四程中继跟踪模式的远月面着陆器精密定位方法，基于观测模型实现远月面着陆器精密定位，所述四程中继跟踪测量模式，将月球轨道器作为中继星，使用月球着陆器和月球轨道器之间的链路进行测量。本发明克服传统直接跟踪测量模式无法对远月面着陆器进行定位的缺陷，提供一种基于四程中继跟踪模式的远月面着陆器精密定位方法，借助于中继星的中继跟踪测量，可以消除月球自身的遮挡，实现对远月面着陆器的精密定位。由于该方式对着陆器以及中继星有很强的几何约束，将使精密定轨、定位的精度得到极大地提高。

主权项

一种基于四程中继跟踪模式的远月面着陆器精密定位方法，其特征在于：建立月球着陆器‑轨道器的四程中继跟踪测量模式的观测模型，基于观测模型实现远月面着陆器精密定位，所述四程中继跟踪测量模式，将月球轨道器作为中继星，使用月球着陆器和月球轨道器之间的链路进行测量，设地球跟踪站Ti在时刻i发送一个上行的信号给月球轨道器，月球轨道器位置为Sj，时刻为j；经过转发，信号传送给月面着陆器，相应位置为Lk，时刻为k，Lk位于月球背面；月面着陆器再次转发给在轨的月球轨道器，此时轨道器已经从Sj的位置运动至Sm，时刻为m；之后该信号下行至地球跟踪站Tn，时刻为n；设时刻n、m、k、j、i分别相应的参与者记为Tn,Sm,Lk,Sj,Ti，则有以下4个几何距离，R1＝|X(Sm)‑X(Tn)|R2＝|X(Sm)‑X(Lk)|R3＝|X(Sj)‑X(Lk)|R4＝|X(Sj)‑X(Ti)|其中，X(J)为参与者J在太阳系质心坐标系下下的位置矢量；四程中继测距的观测模型建立如下，R＝(R1+c·RLTnm)+R2+R3+(R4+c·RLTij)+c·[TDB(i)‑UTC(i)]‑c·[TDB(n)‑UTC(n)]＝c·[UTC(n)‑UTC(i)]其中，RLTnm为由参与者Tn发射信号到Sm的广义相对论时延，RLTij为由参与者Ti发射信号到Sj的广义相对论时延，UTC(n)和UTC(i)分别为时刻n和时刻i对应的协调世界时时标，R为四程中继测距值，TDB(n)和TDB(i)分别为时刻n和时刻i对应的太阳系质心力学时，c为光速；设在一个多普勒积分周期内，起始时刻Ts和终止时刻Te各自对应的四程中继测距值为Rs、Re，建立四程中继测速的观测模型如下，RR=(Re-Rs)Tc]]>其中，Tc为一个多普勒积分周期，RR为四程中继测速值。