低仰角大气折射误差对初轨精度的影响分析

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1、第31卷第3期2012年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyVol-31No．3Jun．2012低仰角大气折射误差对初轨精度的影响分析’李辉芬，席震东，薛国虎，戴正旭，康德勇(中国卫星海上测控部·江苏江阴·214431)摘要：针对在交会对接任务中测量船使用的电波折射经验模型存在低仰角跟踪测量修正精度差的问题提出改进思路，在模型中引入基于天顶延迟的拟合算法优化修正模型，提高了船载雷达低仰角跟踪时距离的修正精度，满足了测量船数据处理的精度需求。用新方法处理数据，计算的轨道根数半长轴外符合误差平均降低了605m，有效

2、提高了测量船定轨精度。关键词：航天测量船}低仰角跟踪；天顶延迟，折射误差}初轨精度中围分类号：V557文献标志码：A文章编号：1674—5620(2011)03—0054一04ImpactOfLow。ElevationAtmosphericRefractionError0nAccuracyofInitialOrbitLIHuifen，XIZhendong，XUEGuohu，DAIZhengxu，KANGDeyong(ChinaSatelliteMaritimeTrackingandControlDepartment，Jiangyin，JiangsuProvi

3、nce214431)Abstract：Thispaperproposesanapproachtosolvetheproblemofpoorcorrectionaccuracyoftheexperientialre-fractivecorrectionmodelusedbyinstrumentationshipsintrackingatlowelevationsduringspacerendezvousanddockingmissions．AfittingalgorithmbasedOnthezenithdelayisincorporatedtOincreas

4、etherangecorrectionaccu—racyoflow-elevationtrackingbyship-borneradarsandtomeetorbitdeterminationaccuracyrequirementsofdatahandlingofinstrumentationships．Thenewmethodreducestheexteriorcoincidenceerrorofsemi—majoraxisby605meters．Keywords：instrumentationship；trackingatlow-elevation；ze

5、nithdelay；refractionerror；accuracyofinitialorbit0引言在低仰角跟踪时，电波折射误差在测量船测控系统误差组成中占有较大比重，折射修正剩余误差的影响达到15％，超过了变形误差的影响[1]，是制约测量船测控系统精度的主要因素之一。执行卫星发射入轨段测控任务进行测量船工况设计时，船位设计要保证测量精度的需求，有效测控弧段观测仰角要在7。以上，但在交会对接任务中，远望号船一个工作段要连续跟踪6个测控弧段，在2个测控弧段间1．5h间隔内，测量船的机动距离是有限的，无法在短时间内从一个测控点快速机动到另一个能满足测量船以较高

6、仰角跟踪目标的测控点。工况设计时不能只关注跟踪仰角，在6个测控弧段中，必然有一些弧段测量船要以较低的仰角跟踪。因此电波折射修正精度成为测控系统实现高精度的主要制约因素之一[2]，加强电波折射修正方法研究，提高电波折射修正精度，是改善高精度测控系统精度的迫切任务。1交会对接测量船测量工况分析在首次交会对接任务中，某测量船跟踪测量了近百个圈次，各圈次最高观测仰角如图l所示，从图中可以看出，观测仰角低于10。的圈次占总圈次的26．10A，其中约33％的圈次整个弧段的观测仰角均小于7。。在低仰角跟踪时折射误差很大[3]，在测量船执行卫星发射人轨段测控任务中，要尽量避

7、免出现这样的测量状态；但在交会对接任务中，因客观条件限制，无法避免出现这种情况：因此，对电波折射修正方法做进一步改进和优化，是提高低仰角跟踪·收稿日期：2012—02—10；修回日期：2012—02—2l第一作者简介：孛辉芬(1968--)，女，项士，高级工程师，主要研究方向数据处理与精度分析；E-mail：wylhf@yeah．net第3期李辉芬，等：低仰角大气折射误差对初轨精度的影响分析圈次数据品质的一条有效途径。80f60一40、i20O跟踪圈次图l测量船跟踪圈次最高观测仰角示意图Fig．1Thehighestobserverelevationsche

8、maticofinstramentationship