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
【专利摘要】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的条件方程和利用选择一定步长、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。
【专利说明】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
【技术领域】
[0001]本发明涉及人造卫星精密定轨中的卫星定初轨【技术领域】，具体涉及依据观测星测得的低轨目标卫星测角资料确定其初始轨道的方法。
【背景技术】
[0002]依据天基卫星测角资料确定低轨目标卫星轨道，最初认为与地基观测站测角资料定初轨没有什么区别，仅仅是把观测站从地面搬到天上而已。事实上这两者有很大区别，地基测站仅随地球自转，而观测卫星则在低轨轨道上高速运行，其运动的力学规律和低轨目标卫星极其类似。当依据观测星 对低轨目标卫星的测角资料计算初轨时，由于没有距离观测量，将出现两重解，真解是目标卫星轨道，假解是观测卫星自身轨道。
[0003]如果照搬地基观测的初轨计算方法，对半长轴20000km以上的高轨目标，可以收敛到真解附近，这是由于高轨卫星运动速度较慢，和观测星的运动规律有较大差异，但是对于低轨目标卫星，由于运动力学规律的极度相似性，以及目标星相对观测星的高速动态性和距离观测量缺失，如果不对传统的测角资料定初轨运动方程加以改进，会使得计算程序自动收敛到假解附近，这就会严重影响定轨精度。
【发明内容】
[0004]针对现有天基确定低轨卫星目标轨道技术会自动收敛到假解附近，严重影响定轨精度的问题，本发明的目的在于提供一种依据低轨目标卫星相对观测星测角资料定初轨的方法，该方法屏蔽传统的依据天基测角资料定初轨运动方程的假解，使程序向着真解的方向收敛，并达到较高的定轨精度。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0006]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，该方法采用加权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目标收敛到真解。
[0007]在本方案的优选方案中，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I的条件方程；
[0008]接着，在给条件方程加约束的前提下得到测距P C1加约束的条件方程I ?产? =A+4.Δ0 = P0 -P0*(--.ζ);
[0009]最后，利用选择一定步长、给约束方程中的P。以及目标星的半长轴％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，并由此屏蔽假解，得到真解，确定目标星的位置和速度。
[0010]进一步的，具体的实现步骤如下:
[0011]步骤1，[0012]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ζ:
【权利要求】
1.一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。
2.根据权利要求1所述的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ξ的条件方程； 接着，在给条件方程加约束的前提下得到测距P。加约束的条件方程
3.根据权利要求2所述的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，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1:
【文档编号】G06F17/11GK103927289SQ201410166333
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】吴会英, 周美江, 陈宏宇, 齐金玲 申请人:上海微小卫星工程中心