[发明专利]基于SLR和星间链路的联合定轨方法

说明书

本发明涉及一种基于SLR和星间链路的联合定轨方法，包括：S100，根据星间观测数据确定非线性化的星间观测方程；S200，根据SLR观测数据确定非线性化的SLR观测方程；S300，根据卫星运动方程和非线性化的卫星定轨观测方程确定状态转移矩阵和线性化的卫星定轨观测方程；S400，根据所述非线性化的SLR观测方程、所述状态转移矩阵和所述线性化的卫星定轨观测方程确定线性化的SLR观测方程；S500，根据所述非线性化的星间观测方程、所述状态转移矩阵和所述线性化的卫星定轨观测方程确定线性化的星间观测方程；S600，根据所述线性化的星间观测方程和所述线性化的SLR观测方程进行卫星联合定轨。本发明可同时发挥SLR技术优势和星间链路技术优势，可以得到高精度的卫星轨道。

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，具体涉及一种基于SLR(人卫激光测距)和星间链路的联合定轨方法。

背景技术

北斗三号卫星导航系统(BDS-3)地面监控站主要分布于中国境内，对卫星定轨和全球服务产生影响。BDS-3星上搭载星间链路设备，利用星间测距技术弥补观测弧段的不足，分离卫星相对钟差和相对几何距离解耦卫星轨道和钟差，再把星地距离作为观测量结合地面测量数据进行星地星间联合定轨。但是由于星间链路测量体制，仅利用卫星星间测距数据进行卫星定轨处理时，导航星座存在整体旋转的问题。

人卫激光测距(SLR，Satellite Laser Ranging)技术通过精确测定激光脉冲从地面观测点到装有反射器卫星的往返时间间隔，从而算出地面观测站至卫星的距离。并且SLR技术不受载波相位模糊度、钟差和电离层的影响，应用于大地测量的SLR卫星具有球形和小面积质量比，可以减少与非重力相关的轨道扰动，如大气阻力和太阳辐射压。基于其技术特点，SLR技术在地球参考框架、尺度、地心运动、地球自转参数和地球重力场的研究中具有独有的优势，国际大地参考框架的尺度和地心主要来自于SLR对LAGEOS等测地卫星的观测得到。但是由于SLR地面跟踪台站数量较少，分布不均匀以及观测数据量少等原因，采用单SLR观测数据定轨精度较差。

采用星地伪距相位数据与星间链路联合可以提高轨道精度，但是伪距相位观测数据在数据处理时会受到天线相位中心、太阳辐射压和模糊度等因素的影响。现有的BDS卫星定轨方法中并未考虑SLR和星间链路对BDS卫星的联合精密定轨。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在解决上述问题，提出一种基于SLR和星间链路的联合定轨方法。

本发明实施例提供一种基于SLR和星间链路的联合定轨方法，所述方法包括：

S100，根据星间观测数据确定非线性化的星间观测方程；

S200，根据SLR观测数据确定非线性化的SLR观测方程；

S300，根据卫星运动方程和非线性化的卫星定轨观测方程确定状态转移矩阵和线性化的卫星定轨观测方程；

S400，根据所述非线性化的SLR观测方程、所述状态转移矩阵和所述线性化的卫星定轨观测方程确定线性化的SLR观测方程；

S500，根据所述非线性化的星间观测方程、所述状态转移矩阵和所述线性化的卫星定轨观测方程确定线性化的星间观测方程；

S600，根据所述线性化的星间观测方程和所述线性化的SLR观测方程进行卫星联合定轨。

在本发明的优选实施方式中，步骤S100包括：

确定第一卫星在自身钟面t₁时刻接收到第二卫星发射的测距信号ρ_BA(t₁)，以及确定第二卫星在自身钟面t₂时刻接收到第一卫星发射的测距信号ρ_AB(t₂)；