一种提高导航卫星星座自主定轨精度的方法研究

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1、一种提高导航卫星星座自主定轨精度的方法研究高有涛1，徐波2，熊欢欢1(1．南京航空航天大学航天学院，南京210016;2．南京大学空间科学与天文学院，南京210093)摘要:针对近地导航卫星仅利用星间测距进行自主定轨时，因无法消除星座整体旋转误差而导致长期自主定轨精度不高的问题，提出了利用拉格朗日导航卫星星座与近地导航卫星星座联合仅利用星间测距进行自主定轨的方法。建立了拉格朗日轨道导航卫星星座和近地导航卫星星座联合仅利用星间测距进行自主定轨的动力学模型和观测模型。利用扩展Kalman滤波(EKF)算法和星间测距信息实现了拉格朗日轨道导航星座与近地导

2、航星座的长期自主定轨。以4颗拉格朗日卫星组成的导航星座与12颗GPS卫星组成的近地导航星座作为仿真对象进行了仿真分析，仿真结果表明本文仅利用星间测距的联合自主定轨方法可以有效提高导航卫星星座的长期自主定轨精度。关键词:导航星座;自主定轨;拉格朗日点;星间测距中图分类号:V412.4文献标识码:A文章编号:1000-1328(2014)10-1165-11DOI:10．3873/j．issn．1000-1328．2014．10．009AMethodforImprovingAccuracyofAutonomousOrbitDeterminationfo

3、rNavigationConstellationGAOYou-tao1，XUBo2，XIONGHuan-huan(1．CollegeofAstronautics，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China;2．CollegeofAstronomyandSpaceScience，NanjingUniversity，Nanjing210093，China)Abstract:Anautonomousorbitdeterminationmethodusingonlycr

4、osslinkrangemeasurementisproposedtoachievelong-termaccurateautonomousorbitdeterminationforacombinednavigationconstellationconstitutedbyanear-earthnavigationconstellationandaLagrangiannavigationconstellation．Thismethodisadvisedtosolvetheproblemthatrotationandtranslationoftheent

5、irenear-Earthnavigationconstellationrelativetotheinertialreferenceframecanbringlargeerrortotheautonomousorbitdeterminationusingonlycross-linkrangemeasurement．Themodelofacombinednavigationconstellationconstitutedbyanear-EarthnavigationconstellationandaLagrangiannavigationconste

6、llationisgiven．EKFmethodandonlycrosslinkrangemeasurementareusedtoachievelongtermautonomousorbitdeterminationofthecombinednavigationconstellation．ALagrangiannavigationconstellationcomposedoffoursatellitesandanear-earthnavigationconstellationconstitutedbytwelveGPSsatellitesarech

7、osentoverifyfeasibilityandaccuracyofautonomousorbitdeterminationusingonlycrosslinkrangemeasurement．Simulationsshowthatthistechniquecanimprovetheaccuracyoflongtermautonomousorbitdeterminationforthenavigationconstellation．Keywords:Navigationconstellation;Autonomousorbitdetermina

8、tion;Lagrangianpoint;Crosslinkrange来越重要的意义。拥有自主定轨能力的卫星导航系统不需要