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摘要
卫星在轨自主任务规划需要高精度的轨道预报数据计算待观测目标的可成像时间窗口、成像姿态需求，结合其它约束条件来完成任务规划过程。针对卫星星上计算资源有限的情况，为了减少轨道预报过程的资源消耗、满足自主任务规划的需求，本文提出一种在长周期的轨道预报中预报精度高、资源消耗少的轨道预报方法。该方法基于NORAD提出的TLE和SGP4模型，以多条轨道数据作为输入，引入新的衡量指标，考虑以单条轨道数据作为输入时的特点，通过合理设置数据权重定义并逐渐调整权重的方式来迭代计算生成TLE，完成轨道预报，最后计算轨道预报数据的三维位置总误差、模拟观测目标的成像参数初值误差进行定量化评价。实验结果表明本文方法仅需少量输入数据即可完成72小时的轨道预报，预报精度优于4 km，平均耗时12.76 s，相较HPOP模型在长周期的轨道预报中预报精度高、运行速度快；使用轨道预报数据计算模拟观测目标的开始成像时间误差优于0.2 s，三轴方向上的成像姿态初值误差均优于0.03°，小于智能遥感卫星珞珈三号01星相机成像过程姿态指向精度指标。该方法预报精度高，需求的时空资源少，对于星上在轨自主任务规划具有重要意义。
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单位武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室
