SS观测量的精度（伪距测量精 度为分米级）的同时，而且保持卫星轨道的鲁棒性。经验加速度作为确定性动力学模型的 一种补偿方式，其大小事先并不知道，而是随其他动力学参数在定轨过程中进行估计。定轨 后的经验加速度参数具有伪周期、余弦曲线特点，幅值较为稳定，若将其特征模型化并应用 于接下来几天的预报中，将在一定程度上补偿确定性动力学模型精度，提高低轨卫星预报 精度。所以本发明的原理来源于精密定轨过程中用于补偿确定性动力学模型误差的经验加 速度可模型化。因预报误差主要集中在切向上（其与径向和法向有数量级上的差别），原因 是大气阻力模型误差对于低轨卫星来说较大。需要说明的是本发明并不对大气阻力模型本 身进行改进，而是利用切向经验加速度模型对大气阻力模型进行补偿。关于本申请更详细 的解释如下：
[0050] 本发明所述方法通过对定轨过程中的经验加速度建模，与预先定义的确定性动力 学模型组成增强型动力学模型，在一定程度上补偿预报期间的大气阻力模型误差，具体包 括以下步骤：
[0051]S1，利用星载接收机伪距观测量和IGS发布的超快星历对卫星进行定轨，得到卫 星的动力学参数，所述动力学参数包括卫星位置、速度、CD、CjP经验加速度；
[0052]S2,对经验加速度建模，然后与确定性动力学模型组成增强型动力学模型，最后利 用定轨最终历元的卫星的位置和速度作为初值进行轨道预报。
[0053](一）首先是定轨过程
[0054] 只要存在卫星星载接收机的观测数据就可以完成定轨，具体按照下述步骤实现：
[0055]S11，利用IGS发布的超快星历，对已有星载接收机观测数据时段的伪距值做单点 定位，得到观测历元的单点位置值；在该过程中，星载接收机伪距观测量的测量精度已满足 需求，同时采用IGS发布的超快星历是合适的；
[0056]S12,采用简化动力学最小二乘批处理方法对单点位置值进行平滑（单点定位过 程包括在该批处理方法中），完成定轨，得到平滑后的卫星位置和速度，还得到CD、CR和经验 加速度。该步骤目的为得到较高精度的卫星预报初始时刻的位置和速度，以及相关的动力 学参数。本申请中所述最小二乘批处理即同时处理所有观测数据，实现观测值与模型值在 最小二乘意义下的最优拟合，该方法是相对于序贯处理方法而言的。
[0057] 因单点定位原理与方法是本领域公知的尝试已比较成熟，本申请中不做介绍了， 下面详细介绍平滑过程：
[0058]A0,在简化动力学最小二乘批处理方法（BatchLeast-Squares,BatchLSQ)中引 入经验加速度模型；
[0059]A1，设定子区间长度为I，将整个定轨时间区间[UtJ等间隔划分为n段；
[0060]A2,经验加速度a;=(aiR,aiT,aiN)T在子区间[ti,ti+1)上保持常量，其中ti= tc+it，i= 0, 1，…，n ;经验加速度ai的方向分别为卫星轨道径向eR(t)、切向eT(t)和法 向eN(t)，其中，轨道径向eR(t)、切向eT(t)和法向eN(t)的计算公式为公式组（1);
[0061]
[0062] 其中，r和v为卫星在地心惯性系中的位置和速度向量；经验加速度&1的取值预 先未知，需要在定轨过程中作为参数估计；
[0063]A3,在确定性动力学模型的基础上增加经验加速度项，得到卫星动力学模型（2)，
[0064]
[0065] 其中a为确定性动力学模型加速度矢量和；alR表示径向经验加速度；alT表示切向 经验加速度；alN表示法向经验加速度；〖Jt)定义为公式（3):
[0066]
[0067] A4,利用单点位置值作为伪观测量，待估参数Y包括卫星初值位置和初值速度y。、 〇)、〇；以及经验加速度a;,i= 0, 1，"'n-l,见公式（4);
[0068]
[0069] 其中，J0T = (rT (f。),vT (Y。))表示卫星初始状态；
[0070] A5,最小二乘法方程（5)为计算待估参数初值Y。的修正量AY;
[0071] HTH?AY=HT (z-h(Y0))， (5)
[0072] 其中，h表示轨道单点位置值模型，h(Y。）表示加入初值的模型值，"为设计 矩阵；z为单点位置值2 = (Z〇…,由单点定位过程得至IJ，假设共有nT个历元数 据，任意历元单点位置值2;= (x^y^Zi)中包括卫星位置三分量，i=0，l，"％nT-l;
[0073] A6,轨道位置模型值h的计算利用初值状态y。和动力学参数作为输入，根据卫星 动力学模型（2)进行数值积分得到；
[0074] 最小二乘批处理过程是迭代过程，每次迭代完成后得到待估参数初值Y。的修正量 AY，并根据修正量AY对待估参数进行更新，把更新后的参数值Y。-AY作为初始值再进 行迭代计算，当待估参数收敛时，完成定轨。
[0075] 步骤A3中，所述确定性力学模型为表1 ;
[0076] 表1 :确定性力学模型 [0077]
[0078]
[0079](二）预报过程
[0080] 因定轨后的经验加速度呈伪周期、余弦曲线特点，而高阶傅立叶级数能将经验加 速度参数的周期性特征分解为具有不同周期的简单函数的和，包括正弦和余弦函数。前面 讲到，本申请主要关心用以补偿大气阻力模型误差的切向经验加速度，所以只需对切向经 验加速度拟合。采用高阶傅立叶级数对切向经验加速度时间序列{alT|i= 0, 1，…，n}进行 拟合，拟合模型（6)为：
[0081]
[0082] 其中，a。为常偏系数，和b为频率系数，（〇为基频，t。彡t彡tn,以上系数都为 待拟合参数；
[0083] S22,所述拟合模型与确定性动力学模型组成增强型动力学模型，并利用定轨得到 的卫星初值状态％作为输入，通过轨道外推完成轨道预报。
[0084] 在本申请中经验加速度参数在定轨和预报这两个过程中都发挥了至关重要的作 用，定轨中的经验加速度是为了使动力学模型能够匹配星载接收机观测量的精度，而拟合 后经验加速度也可应用在接下来的轨道预报中补偿动力学模型误差。
[0085] 实施例
[0086] 利用GRACE-A卫星实际在轨观测数据对本方法的轨道预报效果做测试。GRACE-A 卫星平均轨道高度460km，为低轨近圆轨道卫星，配备双频GPS接收机。数据来源为：星载 接收机观测数据和参考轨道来自于美国宇航局JPL实验室物理海洋学数据分发存档中心 (P0.DAAC)，选取4天数据（2006年1月3日~6日）。为满足轨道预报的需求，GPS卫星星 历采用IGS发布的超快星历（观测部分），其延迟3-9小时，位置精度优于0.lm。按照图1， 实现定轨和预报，并利用JPL发布的参考轨道（精度为厘米级）对预报精度进行评估。
[0087] 定轨过程：GRACE-A星载GPS伪距观测数据经单点定位计算后，再应用简化动力学 最小二乘批处理定轨。定轨参数设置如下：设置GRACE-A卫星质量487. 2kg，大气阻力面 积0. 97m2,辐射光压面积3. 41m2;设置观测历元间隔30s;设置经验加速度相关时间t为 600s。确定性动力学模型如表1所示，动力学轨道积分采用变步长RKF78阶方法，可以满足 高精度数值积分要求。对时长为一天的观测数据为进行批处理，共完成4组测试结果。单 点定位的位置精度为2m(l〇，下同），最小二乘批处理后的切向位置精度为0. 2m，切向速度 精度优于1. 0X10 4m/s。CD和(^的平均值分别为3. 3和1. 5。以2006年1月3日为例，给 出切向经验加速度的估计值，如图离散点所示。经验加速度为逐段常量，呈现准周期、余弦 曲线的特点，均值为零，幅值不超过30nm/s2。拟合过程以实现周期匹配为准，不用过度关注 幅值的拟合，因为未模型化力的幅值具有一定随机性。其他日期的切向经验加速度结果具 有类似结果。
[0088] 预报过程：利用高阶傅立叶级数对切向经验加速度拟合，式（