考虑姿轨耦合的航天器高精度实时导航定轨方法

作者：杨盛庆; 陈桦; 徐炜莉; 刘美师; 王禹; 钟超

来源：上海航天(中英文）, 2021, 38(02): 14-29.

DOI：10.19328/j.cnki.2096-8655.2021.02.002

• 航天器
• 全球导航卫星系统(GNSS)测量
• 实时导航
• 定轨
• 姿轨耦合
• 位速修正
• 扩展卡尔曼滤波

针对近地轨道航天器及其全球导航卫星系统(GNSS)测量数据驱动的实时导航定轨方法,使用轨道动力学原理解析了由GNSS天线安装位置与航天器质心偏差造成的定轨误差。基于航天器在轨的刚体运动特性和对地姿态特征,提出针对安装关系对应的相对速度修正项。使用姿轨耦合的分析方法,明确了基于航天器质心轨道积分和天线测量点位速修正的GNSS测量信息模拟。结合扩展卡尔曼滤波(EKF)形式的实时导航算法,分析了安装关系造成的定轨系统误差。围绕半长轴确定误差的长期变化规律,仿真证明了GNSS测量数据的位速修正在高精度实时导航定轨过程中的必要性。

• 单位
  上海航天控制技术研究所