[发明专利]空间飞行器的定位估计方法

权利要求书

1.空间飞行器的定位估计方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）利用北斗卫星获取需观测的空间飞行器在主动段零时刻的初始位置和初始速度，并在基础坐标系下建立其初始位置和初始速度的方程：

x_c(0)=x₀,y_c(0)=y₀,z_c(0)=z₀

x·c(0)=x00,]]>y·c(0)=y00,]]>z·c(0)=z00]]>

其中，x_c(0)、y_c(0)、z_c(0)表示零时刻需观测的空间飞行器的初始位置；表示零时刻空间飞行器的初始速度；x₀、y₀、z₀、x₀₀、y₀₀、z₀₀为利用北斗卫星获取的需观测的空间飞行器在主动段零时刻的初始位置和初始速度的初始值；

（2）因为地球公转周期远大于空间飞行器的观测弧段时长，故在短时间内可认为该基础坐标系为惯性坐标系，其不随地球旋转，则根据变质量质点的动力学，可建立需观测的空间飞行器在基础坐标系下的主动段的简化运动方程：

r→··c(t)=F→e=-Gm|r→c(t)|3r→c(t)rc(t)=xc2(t)+yc2(t)+zc2(t)Gm=3.986005×1014]]>

其中,G_m为地球引力常数，向量表示需观测的空间飞行器所受的外力加速度之和；为需观测的空间飞行器在基础坐标系下的位置矢量；表示对时间t的二阶导数，即加速度；x_c(t)、y_c(t)、z_c(t)为t时刻需观测的空间飞行器的位置；

（3）将需观测的空间飞行器的简化运动方程进行分解，可分解为以下方程组：

x··c(t)=-Gmrc(t)3xc(t)y··c(t)=-Gmrc(t)3yc(t)z··c(t)=-Gmrc(t)3zc(t)]]>

其中，为t时刻需观测的空间飞行器的加速度，r_c(t)为

（4）将其初始位置和初始速度的方程结合分解的简化运动方程，建立能对需观测的空间飞行器确定其估计位置的非线性微分方程模型：

x··c(t)=-Gmrc(t)3xc(t)y··c(t)=-Gmrc(t)3yc(t)z··c(t)=-Gmrc(t)3zc(t)Gm=3.986005×1014rc(t)=xc2(t)+yc2(t)+zc2(t)xc(0)=x0,yc(0)=y0,zc(0)=z0x·c(0)=x00,y·c(0)=y00,z·c(0)=z00]]>

（5）利用MATLAB软件中的Simulink工具箱进行S函数编程，对所建立的非线性微分方程模型进行求解，得出需观测的空间飞行器在主动段各个时间点的估计位置，从而进行定位估计。