基于卫星轨道特征的低轨卫星星历参数拟合法

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1、第２７卷第１期大地测量与地球动力学Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．１２００７年２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＤＥＳＹＡＮＤＧＥＯＤＹＮＡＭＩＣＳＦｅｂ．，２００７文章编号：１６７１５９４２（２００７）０１００８５０６基于卫星轨道特征的低轨卫星星历参数拟合法１，２）１）３）马开锋彭碧波洪樱１）中国科学院测量与地球物理研究所，武汉４３００７７２）中国科学院研究生院，北京１０００４９３）武汉科技学院数理系，武汉４３００７３摘要在分析低轨卫星轨道变化特征的基础上，考虑ＧＰＳ广播星历参数的物理意义明确、生成速度快、精度高、参数少等特点，设计了一套适于低轨卫星

2、在轨位置计算的星历参数，并对其算法进行了试算。同时对ＧＰＳ广播星历１５参数法与设计的２５参数法进行了拟合对比，结果表明，同样条件下２５参数法应用于低轨卫星轨道拟合时精度较高。关键词ＧＰＳ广播星历低轨卫星轨道分析星历参数拟合精度中图分类号：Ｐ２２７文献标识码：ＡＬＥＯＳＡＴＥＬＬＩＴＥＥＰＨＥＭＥＲＩＳＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳＦＩＴＴＩＮＧＭＥＴＨＯＤＢＡＳＥＤＯＮＯＲＢＩＴＣＨＡＲＡＣＴＥＲＯＦＳＡＴＥＬＬＩＴＥ１，２）１）３）ＭａＫａｉｆｅｎｇ，ＰｅｎｇＢｉｂｏａｎｄＨｏｎｇＹｉｎｇ１）ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｄｅｓｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣＡＳ

3、，Ｗｕｈａｎ４３００７７２）ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９３）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｈ．ａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００７３ＡｂｓｔｒａｃｔＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｏｒｂｉｔｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅＬＥＯｓａｔｅｌｌｉｔｅａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｅｆｉｎｉｔｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｅａｎｉｎｇｓ，ｑｕｉｃｋｌｙｃｒｅａｔｉｎｇ，ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓ

4、ｉｏｎ，ｆｅｗｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＧＰＳｂｒｏａｄｃａｓｔｅｐｈｅｍｅｒｉｓ，ａｎｅｗｓｏｒｔｏｆｅｐｈｅｍｅｒｉｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇＬＥＯｓａｔｅｌｌｉｔｅｌｏｃａｔｉｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｅｘａｍｐｌｅ．Ｓｏｍｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓａｒｅｍａｄｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ１５ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄｏｆＧＰＳｂｒｏａｄｃａｓｔｅｐｈｅｍｅｒｉｓａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄ２５ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔ

5、ｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄ２５ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍｅｔｈｏｄｈａｓａｈｉｇｈｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｆｏｒＬＥＯｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｒｂｉｔｆｉｔｔｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＰＳｂｒｏａｄｃａｓｔｅｐｈｅｍｅｒｉｓ，ＬＥＯｓａｔｅｌｌｉｔｅ，ｏｒｂｉｔａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｐｈｅｍｅｒｉｓｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｆｉｔｔｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ存储容量的制约，我国星上轨道预报目前大都采用１引言仅考虑地球非引力场主要带谐项和大气摄动主要长随着空间技术的发展，有相当一类卫星（低、期项的拟平均根数法，星历外推精度受到了很大限中、

6、高轨）需要实时计算卫星的预报位置，以满足对制。即使有地面测控设备频繁注入轨道数据，仍将卫星应用的需求。由于受到星载计算机计算能力和难以满足卫星平台未来高精度轨道应用的要求，尤收稿日期：２００６０７１４基金项目：国家自然科学基金（４０２３４０３９）作者简介：马开锋，男，１９７８年生，硕士研究生，主要从事卫星精密轨道确定与预报理论等方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｋｆ２００１＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ８６大地测量与地球动力学２７卷［１］其不能满足星载自主导航定位技术的需求。为其运行周期的部分周期性摄动就会表现出来，使得此，就要寻求一种有利于卫星在轨位置计算的有效该低

7、轨卫星轨道所受摄动比ＧＰＳ卫星轨道复杂，从算法模型，并要求模型简单、算法简洁有效。目前被而具有和ＧＰＳ卫星不同的轨道变化特征，所以直接认为较理想的模型是卫星星历参数模型，其卫星星采用ＧＰＳ广播星历１５参数对该低轨卫星轨道进行历参数一般通过对预报星历进行数值拟合得到，它轨道拟合，其精度就很难保证。的精度除了受预报星历本身的精度制约外，还和星为达到相应的拟合精度，必须对该低轨卫星的［２］历参数的选取有关。而卫星星历参数是与计算轨道特点进行分析，然后推求合理的拟合算法。图卫星位置的方法紧密相关的，因此在参数的选择１～３为模拟的该低轨卫星轨道（下面只给出１天数（计

8、算方法的选择）上需综合考虑计算精度、计算时据的图形（实际分析时用５