垂线偏差对航天测控数据处理精度影响分析

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1、第29卷第3期2010年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnoIogyV01．29No．3Jun．2010垂线偏差对航天测控数据处理精度影响分析。王恒，李永刚，李生平(中国卫星海上测控部·江苏江阴·214431)摘要：通过对发射坐标系到惯导地平系[1]的坐标转换建模，用飞行器理论弹道仿真了惯导地平系弹道数据，并用其进行数字引导和定初轨，定量地分析了垂线偏差对数据处理精度的影响。仿真结果表明，垂线偏差对定轨结果影响较大，考虑发射台垂线偏差对理论弹道数字引导精度也有明显提高。关键词：垂线偏差；数据处理；精度分析中图分类号：V557

2、文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)03一0065一03ImpactofVerticalLineDeflectiononAccuracyofAerospaceTT＆CDataProcessingWANGHeng，LIYong—gang，LISheng_ping(ChinasatelliteMaritimeTrackingandcontrolDepartment，Jiangyin，JiangsuProvince214431)Abstract：Amodelisestablishedforcoordinateconversionbetweenlaunc

3、hcoordinatesystemandinertialcoordinatesystemandspacecrafttheoreticaltrajectoryisusedtosimulatetrajectorydataininertialcoordinatesystem．Thedataisusedfordigitalguidancearldinitialorbitdete瑚ination．Theimpactofverticallinedeflectionontheaccuracyofdataproc鹤singisthenquantitathelyanalyzed．W

4、hilesimuLatbnresultsshowsignificantimpactofverticallinede—flectiononorbitdetermination，theaccuracyiseffectivelyimprovedtakingintoconsiderationofverticallinedeflec—tionoflaunchpadindigitalguidance．Keywor凼：VenicalLineDeflection；DataProcessing；AccuracyAnalysisO引言在航天器发射试验时，发射台和测站的位置坐标根据定义

5、可分为天文坐标与大地坐标，对应的垂线和法线是不重合的，它们之间夹角称为垂线偏差，在地形复杂的地方偏差可达20”左右[2]。因此对于精度要求较高的航天测控系统，必须考虑它们的差别，也就是垂线偏差对航天测量结果的影响。但是，垂线偏差对数据处理精度影响的大小需要分析。本文通过定初轨及理论弹道数字引导计算，给出较为直观的影响分析。1基本概念对于测量工作，总是尽量使真实的地球数学模型化。大地水准面是一个与处于流体静平衡状态的海洋面重合并延伸到大陆内部的水准面，它最接近于地球表面，在海洋上通常用平均海平面表述，由大地水准面所包围的形体称“大地体”。而地球的大地水准面十分接近一

6、个三轴椭球面，因此通常是把地球的大地水准面看成不规则的旋转椭球面，地球也就看成一个旋转椭球体。鉴于大地水准面的不规则，各个国家都采用一个在本国领土内与大地体吻合最好的旋转椭球体，称为地球参考椭球。目前，我国航天测控领域中一般采用近几年根据全国天文大地网整体平差推出的“地心二号”坐标系，该坐标系仍基于“地心一号”椭球体，其坐标系3个分量精度优于±5．oo“31。通过地球旋转轴且垂直于赤道平面的旋转体的截面称为子午面，子午面与旋转球体面的交线称大地子午圈。过椭球面法线作一与该点子午面垂直的平面称卯酉面，卯酉面与椭球体面的交线为卯酉圈。垂线偏差在子午面上的分量为子午分量

7、，用}表示，·收稿日期：2010一03一04；修回日期：2010一04一07第一作者简介：王恒(1969一)，男，学士，高级工程师，主要从事海上测拉软件数学模型及软件设计，Bmail：wh3326@sohu．com飞行器测控学报第29卷在卯酉面上的分量为卯酉分量，用刁表示。显然，垂线偏差与不同的空间位置有关；而且，每点在不同参考椭球体上相应的垂线偏差也不同，现列出天文坐标(A、9、^)与大地坐标(L、B、H)的关系如下L=A～178ec妒、三三羔二；}㈤H一矗一{：fAo=Ar一叩tan妒J式中车、叩为垂线偏差的子午分量和卯酉分量；f为高程异常；A。、AT为射向的

8、大地和天文