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《基于星间无线电测距的卫星自主定轨与导航》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第23卷第1期宇航学报Vol.23No.12002年1月JournalofAstronauticsJan.2002基于星间无线电测距的卫星自主定轨与导航王世练,路军,张尔扬(国防科技大学电子科学与工程学院,长沙410073)摘要:提出了在空间数据链中基于星载无线电测距实现低轨卫星的自主定轨方法。通过星上天线发送和接收网内其他卫星的通信数据,从中获取相互间的距离信息,应用推广Kalman算法确定卫星的位置和速度,实现卫星间的互相定位。以铱系统为背景,针对所提出的两种不同组网方式进行了具体的仿真,并与GPS定轨相比较,得出了几点结论。关键词:空间数
2、据链;ISL;自主定轨;扩展kalman滤波中图分类号:P135文献标识码:A文章编号:100021328(2002)0120069204Satelliteautonomousorbitdeterminationandnavigationbasedonwirelessdistancemeasurementon-boardWANGShi2lian,LUjun,ZHANGEr2yang(SchoolofElectronicScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenceTechnology,Chan
3、gsha410073)Abstract:TheautonomousorbitdeterminationapproachforLEOsatelliteusingon2boardwirelessdistancemeasurementinthespatialdatachainsispresented.Themutualdistancescanbeobtainedthroughtheephemerisdatareceivedfromsatellitetransponder,usingextendedkalmanfilteringalgorithmtod
4、eterminethesatelliteposi2tionandvelocityvectors,thesatellitesorbitdeterminationinspatialnetworkcanbeachieved.BasedontheIRIDI2UMsystem,theresultsofestimatedorbiterroraresimulatedundertwodeferentspatialframeworkmodes,com2paredwiththeGPSorbitdetermination.Afewconclusionsareprov
5、idedintheend.Keywords:Spatialdatachains;Inter2satellitelink;Autonomousorbitdetermination;EKF互连技术发展的角度,提出在建立空间数据链的基0引言础上利用星载无线电测距实现卫星的自主定轨与导随着航天任务的不断增加,依靠陆基测控网进航,随着微型电路、纳米技术、高速数传及激光通信行卫星的定轨与跟踪将难以承受其高负荷的数据传技术的发展,实现这样的天基网络将是可行的。输与处理,同时地面站的布局具有局限性、其生存在1空间组网与测距战时电子战环境下亦具有一定的威胁性。发
6、展卫星的自主定轨技术,使得卫星在失去地面联系的情况1.1空间卫星组网下仍能继续保持位置,已显得越来越重要。与地面导航系统不同,在空间通信链路中实现最近几年,国内外先后提出了基于星载磁测计、卫星的自主定位与跟踪其参考星的选择不仅要考虑基于GPS导航星和地面PRARE(PreciseRangeGDOP(GeometricDilutionofPrecision)的大小,还AndRange2RateEquipment)的低轨卫星自主定轨必须考虑其相互间的距离大小与变化范围,星间距[1,2]技术,前者的定轨精度在千米的量级,后者的定离的变化情况直接决定了
7、空中通信系统的功率大小轨精度受SA政策的限制。本文从星座、星队等卫星及其变化动态范围。综合考虑GDOP和距离,提出收稿日期:2001201221,修回日期:2001210208。70宇航学报第23卷了基于LEO参考星和基于TDRSSöLEO星两种不于选择基于扩频信息帧的伪码测距法。在低轨卫星同的组网定轨方式,如图1所示。星座或编队飞行网络中,主星具有较强的星载处理能力,各子星装有信号转发器,TDRSS星发射载有时间的测控信息,主星接收并处理来自子星或TDRSS星的距离信息。(a)LEO参考星(a)与相邻轨道面卫星(b)LEOöGEO参考星图1基
8、于不同参考星位置的组网定轨模式选择Iridium系统作为LEO卫星,经计算得出LEO卫星间及其与TDRSS星之间的距离,有关参数及结果见表1和图2,其
