导航星座自主运行平行系统的轨道计算方法

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1、2015年12月宇航计测技术Dec.,2015第35卷第6期Journa1ofAstronauticMetro1ogyandMeasurementVo1.35，No.6———————————————————————————————————————————————文章编号:1000-7202（2015）06-0014-05中图分类号:V412.4文献标识码:A导航星座自主运行平行系统的轨道计算方法1，221刘友红黄文德盛利元(1.中南大学物理与电子学院,长沙410083;2.国防科技大学机电工程与自动化学院

2、,长沙410073)摘要构建一个能够与实际卫星导航系统长期保持时空一致的平行系统，可为导航星座自主运行提供一个监视与评估平台。针对建设该平行系统所需的高逼真轨道计算问题，引入平行系统理论的思想，在分析历史精密轨道的基础上，提出高精度轨道计算与预报方法。该方法以不断更新的精密轨道作为输入，利用PID增量式算法或时变加权法进行数据平滑，使得轨道计算结果始终与实际系统保持高度一致性。试验结果表明，该方法可使卫星轨道计算的结果与实际卫星轨道长期保持在分米量级。关键词卫星导航轨道计算平行系统时变加权法PID增量式算

3、法OrbitCalculationMethodofAutonomousNavigationConstellationParallelSystems1，221LIUYou-hongHUANGWen-deSHENGLi-yuan（1.Co11egeofphysicande1ectronic，Centra1SouthUniversity，Changsha410083;2.Nationa1UniversityofDefenseTechno1ogy，Changsha410073）AbstractInordertop

4、rovideamonitoringandeva1uationp1atformforthenavigationconste11ationautonomousoperation，apara11e1systemconsistingwithrea1sate11itenavigationsystemisneedtobecon-structed.Toso1vetheorbitca1cu1atingprob1emofhigh-fide1itysimu1ationsystem，thetheoryofpara11e1sys

5、temsisintroduced，andthehigh-precisionorbitca1cu1ationandpredictionmethodisproposedbasedontheana1ysisofhistorica1preciseorbit.Tomaketheresu1tsoforbitca1cu1ationkeephigh1yconsistentwiththeactua1system，thecontinuousrenewa1preciseorbitistakenasinputs，a1sothet

6、ime-varyingweightingmethodorPIDincrementa1a1gorithmisapp1iedtodatasmoothing.Theresu1tsshowthatthesate11iteorbitca1cu1ationresu1tskeepanorderofdecimeterwiththeactua1orbit.KeywordsSate11itenavigationOrbitca1cu1ationPara11e1systemTime-varyingweightingmethodP

7、IDincrementa1a1gorithm收稿日期:2015-07-30，修回日期:2015-09-14基金项目:国家自然科学基金资助项目（41274023）作者简介:刘友红（1990-），女，硕士研究生，主要研究方向：导航卫星轨道计算技术。第6期导航星座自主运行平行系统的轨道计算方法·15·1引言→·→··→式中：r———卫星位置;r———卫星速度;r———卫星→目前，我国第二代卫星导航系统星间链路与自加速度;f———卫星受力的总和。主运行试验任务已经启动。但国内导航星座自主运即行技术与国外还有一定的

8、差距，尚未建立成熟可靠f＝f0+fSL+fNSE+fREL+fSRP+fTIDE（2）的导航星座自主运行系统。因此，需要为导航星座式中：f0———地球二体引力;fSL———日月引力;自主运行建立一个可靠的监视与评估平台，而构建fNSE———地球非球形摄动力;fREL———相对论效应摄一个能与实际卫星导航系统长期保持时空一致的卫动力;fSRP———太阳光压摄动力;fTIDE———固体潮摄星导航仿真系统是一种有效的解决途径。轨道计