[发明专利]一种近地轨道卫星的星上实时轨道预报方法

说明书

本发明涉及卫星轨道预报技术领域，提出一种近地轨道卫星的星上实时轨道预报方法，包括由近地轨道卫星接收数据，并且对所述数据进行内容检验以及格式转换；由近地轨道卫星对所述数据进行预处理；以及由近地轨道卫星根据预处理后的数据确定预报轨道，其中包括由近地轨道卫星执行下列动作：根据预处理后的数据进行精密单点定位解算以确定离散轨道点；对所述离散轨道点进行拟合以确定初始轨道；计算地球中心引力以及非球形地球重力场摄动；以及根据所述初始轨道、地球中心引力以及非球形地球重力场摄动进行轨道积分外推以确定预报轨道。

技术领域

本发明总的来说涉及卫星轨道预报技术领域。具体而言，本发明涉及一种近地轨道卫星的星上实时轨道预报方法。

背景技术

近地轨道(low earth orbit LEO)卫星通常运行于300-2000km的近地球轨道，其飞行速度快，相对于地面监测站的图形几何构型变化快，是天然的全球卫星导航系统(Global Navigation Sate ll i te System GNSS)监测站和导航信号播发平台。相比高地球轨道的GNSS卫星，LEO卫星所播发的导航信号传播过程中具有损失更小、落地功率大、并且拥有较快的图形变化结构的优点，有利于地面精密单点定位的模糊度快速收敛。因此，基于大规模LEO星座构建低轨导航增强系统成为导航增强领域的研究热点。

为了保证LEO卫星提供实时高精度的定位、导航、授时(Positioning、Navigation、Timing PNT)服务，必须实现LEO卫星星上实时高精度轨道预报。目前通常使用的LEO卫星轨道预报方法包括多项式拟合法、轨道根数分析法以及动力学拟合法。然而，多项式拟合法及轨道根数分析法精度过低，无法满足低轨导航增强系统的轨道预报精度需求。而动力学拟合法尽管精度有所保障，但需依赖强大的计算能力，不适用于处理能力十分有限的LEO卫星星载处理器，只能将星载观测数据下传到地面再进行计算，无法满足实时性要求。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种近地轨道卫星的星上实时轨道预报方法，包括下列步骤：

由近地轨道卫星接收数据，并且对所述数据进行内容检验以及格式转换；

由近地轨道卫星对所述数据进行预处理；以及

由近地轨道卫星根据预处理后的数据确定预报轨道，其中包括由近地轨道卫星执行下列动作：

根据预处理后的数据进行精密单点定位解算以确定离散轨道点；

对所述离散轨道点进行拟合以确定初始轨道；

计算地球中心引力以及非球形地球重力场摄动；以及

根据所述初始轨道、地球中心引力以及非球形地球重力场摄动进行轨道积分外推以确定预报轨道。

在本发明一个实施例中规定，所述近地轨道卫星具有星载全球卫星导航系统接收机，其中所述星载全球卫星导航系统接收机接收全球卫星导航系统卫星发出的数据。

在本发明一个实施例中规定，其特征在于，近地轨道卫星接收的数据包括：近地轨道星载相位、近地轨道伪距、全球卫星导航系统轨道数据、全球卫星导航系统钟差、地球定向参数以及卫星天线相位中心改正值。

在本发明一个实施例中规定，所述数据内容检验包括数据容量检验、数据日期检验以及数据来源检验。

在本发明一个实施例中规定，由近地轨道卫星对所述数据进行预处理包括：

进行电离层延迟修正以确定电离层延迟误差；

进行全球卫星导航系统卫星/近地轨道卫星的天线相位中心修正以确定全球卫星导航系统卫星/近地轨道卫星的天线相位中心偏差；以及

进行相对论修正以确定相对论延迟误差。