考虑姿轨耦合的航天器高精度实时导航定轨方法

杨盛庆; 陈桦; 徐炜莉; 刘美师; 王禹; 钟超

引用本文:	杨盛庆,陈桦,徐炜莉,刘美师,王禹,钟超.考虑姿轨耦合的航天器高精度实时导航定轨方法[J].上海航天,2021,38(2):14-21.

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考虑姿轨耦合的航天器高精度实时导航定轨方法

杨盛庆^1,2,陈桦^1,2,徐炜莉³,刘美师^1,2,王禹^1,2,钟超^1,2

1.上海航天控制技术研究所，上海201109;2.上海市空间智能控制技术重点实验室，上海201109;3.上海市宇航学会，上海200235

摘要:

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。

(1.Shanghai Institute of Spaceflight Control Technology， Shanghai 201109， China;2.Shanghai Key Laboratory of Aerospace Intelligent Control Technology， Shanghai 201109， China;3.Shanghai Society of Astronautics， Shanghai 200235， China)