一种火箭橇试验平直轨道设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种火箭橇试验平直轨道设计方法。在选取轨道最低点和方向后，确定轨道的起始点P0，通过偏航角γ和俯仰角β的坐标变换，得到WGS-84坐标系下的轨道坐标，为轨道建设提供连续的地理信息数据。该方法可以为国内火箭橇轨道建设提供一种全新的设计思路，建成的轨道不受地球曲率影响，保持绝对平直，最大限度的节省人力、财力、物力，为火箭橇试验轨道的建设提供更大的应用潜力和理论基础。
【专利说明】一种火箭橇试验平直轨道设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种火箭橇试验平直轨道设计方法，尤其涉及一种长距离、高直线度的火箭橇试验轨道的设计方法，可用于火箭橇试验轨道的建设领域。
【背景技术】
[0002]在惯性测量系统开展火箭橇试验前，需要了解沿轨道运行的相关参数。试验轨道直接铺设在地球表面上，因此，无论是惯性导航，还是GPS，定位模型方程的建立与解算等问题，都直接或间接地用到地球几何形状及其重力场参数。
[0003]地球表面起伏不平、很不规则，并不是一个理想的旋转椭球体(ellipsoid)。地球的形状，通常是指地球的物理表面和数学表面。地球的物理表面是客观存在的，是地球与其外层大气间的分界面；而它的数学表面则是大地水准面，这是一个重力等位面，由大地测量确定。在大地测量领域，大地水准面定义为平均海水面及其在大陆的延伸所形成的闭合曲面，它是测量成果 的基准面，它所包围的大地体最能代表地球。
[0004]地球内部的物质分布很不均匀，因而地球重力场的变化也不规则，大地水准面无法用一个简单的数学方程来描述它。实际工作中，采用一个旋转椭球来近似地球的几何形状，称之为参考椭球面。按照大地测量术语，参考椭球面不仅其大小和形状接近地球本体，而且经过了椭球定位定向使其与大地水准面最为吻合。
[0005]一个参考椭球体的大小和形状，可以用两个几何参数来描述:长半轴a、短半轴b和扁率f，这两个参数的具体数值由大地测量方法求定。旋转椭球体的数学模型为
[0006]
【权利要求】
1.一种火箭橇试验平直轨道设计方法，其特征在于步骤如下: (1)在地球直角坐标系中，任意确定一点P(Xp，yp，zp)作为火箭橇试验平直轨道最低占.(2)在地球直角坐标系中，经过P点做水平面的平行线，直线的单位方向矢量记为(m, η, ρ),利用(m, η, ρ)及P点坐标,建立空间直线方程，一= 一= 一; (3)在上述空间直线参数方程上选取一点Ptl,作为轨道的起始点，轨道沿PtlP方向且轨道方程符合步骤(2)中的空间直线方程； (4)将上述轨道方程从地球直角坐标系转换到发射点轨道坐标系，并确定轨道相对WGS-84坐标系的俯仰角β和偏航角Y ； (5)利用上述俯仰角β和偏航角Y将轨道方程转换到地理坐标系下。
2.根据权利要求1所述的一种火箭橇试验平直轨道设计方法，其特征在于:所述步骤(3)中的Ptl与P点之间的距离最优为待设计火箭橇试验平直轨道长度的一半。
3.根据权利要求1所述的一种火箭橇试验平直轨道设计方法，其特征在于:所述的发射点轨道坐标系以Ptl点为原点，X轴指向P方向，Y轴位于水平面上且垂直于X轴，三个坐标轴符合右手规则。
【文档编号】G01C25/00GK103954302SQ201410199159
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】魏宗康, 段宇鹏, 刘璠 申请人:北京航天控制仪器研究所