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与流程

技术特征：

1.一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T_i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S_j，时刻为j；经过转发，信号传送给月面着陆器，相应位置为L_k，时刻为k，L_k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S_j的位置运动至S_m，时刻为m；之后该信号下行至地球跟踪站T_n，时刻为n；设时刻n、m、k、j、i分别相应的参与者记为T_n,S_m,L_k,S_j,T_i，则有以下4个几何距离，

R₁＝|X(S_m)-X(T_n)|

R₂＝|X(S_m)-X(L_k)|

R₃＝|X(S_j)-X(L_k)|

R₄＝|X(S_j)-X(T_i)|

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·RLT_nm)+R₂+R₃+(R₄+c·RLT_ij)+

c·[TDB(i)-UTC(i)]-c·[TDB(n)-UTC(n)]

＝c·[UTC(n)-UTC(i)]

其中，RLT_nm为由参与者T_n发射信号到S_m的广义相对论时延，RLT_ij为由参与者T_i发射信号到S_j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T_s和终止时刻T_e各自对应的四程中继测距值为R_s、R_e，建立四程中继测速的观测模型如下，

$RR=\frac{(R_e-R_s)}{T_c}$

其中，T_c为一个多普勒积分周期，RR为四程中继测速值。

2.根据权利要求1所述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：根据四程中继跟踪测量模式，将月球轨道器的轨道和远月面着陆器的位置同时视为待估参数，采用精密定轨的方式进行解算，最后得到两者的最佳估值。

3.根据权利要求1所述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：采用精密定轨的方式进行解算时，

计算四程中继测距值R对远月面着陆器坐标X(L_k)的偏导数H_R公式如下，

$H_R=\frac{X\left(L_k\right)-X\left(S_m\right)}{|X\left(L_k\right)-X\left(S_m\right)|}+\frac{X\left(L_k\right)-X\left(S_j\right)}{|X\left(L_k\right)-X\left(S_j\right)|}$

按照上式计算积分起始时刻T_s和积分终止时刻T_e分别对应的四程中继测距值R对远月面着陆器坐标X(L_k)的偏导数H_s和H_e，则四程中继测速值RR对远月面着陆器坐标X(L_k)的偏导数H_RR为

将结果作为观测时刻的观测值对状态向量的偏导数。

4.根据权利要求2或3所述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：将探测器轨道跟踪数据文件分为多个观测弧段，将初始参考轨道x₀^ref＝[r₀ v₀ p₀q₀]^T中的中继星的初始位置r₀、初始速度v₀以及力模型参数p₀作为局部参数处理，记作x₁，维数为m₁；参数q₀是远月面着陆器位置坐标，将其作为全局参数处理，记作x₂，维数为3；采用精密定轨的方式进行解算时，融合多个观测弧段相应法方程，将非线性的方程线性化，使用迭代法求解。