[发明专利]一种采用卫星星座的高速航空器定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空器定位技术领域，尤其涉及一种采用卫星星座的高速航空器定位方法。

背景技术

随着时空效能要求的不断提高，对超音速高速航空器的定位需求日益迫切。现有GPS导航系统在某种程度上是可以满足该高动态定位需求的。GPS导航系统由三部分组成：空间部分—GPS星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。GPS导航系统由24颗卫星组成，其中，工作卫星21颗，备用卫星3颗，平均分布在6个轨道上，每个轨道4颗卫星。但是，目前还未有独立于GPS导航系统以外的、能够满足在高动态环境下高速航空器的定位需求的应急且经济的定位系统。

在对高动态定位的研究中，设计、开发独立于GPS导航系统以外的、采用较少卫星且能够满足在高动态环境下高速航空器的定位需求的定位系统，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用卫星星座的高速航空器定位方法，采用较少卫星以满足在高动态环境下高速航空器的定位需求、且不依赖于GPS导航系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种采用卫星星座的高速航空器定位方法，包括如下步骤：(1)采用包括8颗卫星的倾斜轨道卫星星座或太阳同步轨道卫星星座进行定位；(2)设置所述8颗卫星的星上波束角为±60、卫星姿态采用对地心指向；(3)设置所述8颗卫星的卫星轨道高度相同，均为400km-600km轨道高度。

本发明的优点在于：采用包括8颗卫星的倾斜轨道卫星星座或太阳同步轨道卫星星座均能满足对高速航空器进行定位的目标，实现了独立于GPS导航系统以外、采用较少卫星即能实现对高动态环境下高速航空器的定位需求，满足应急定位需求且具备良好的经济性。

附图说明

图1，本发明采用卫星星座的高速航空器定位方法的流程图；

图2，2年内600km轨道高度衰减示意图；

图3，2年内500km轨道高度衰减示意图；

图4，400km轨道高度衰减示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的采用卫星星座的高速航空器定位方法做详细说明。

本发明在对高速航空器进行定位研究时，提出了一组独立于GPS导航系统以外的卫星星座定位方法。参考图1，本发明采用卫星星座的高速航空器定位方法的流程图。所述定位方法包括如下步骤：S11：采用包括8颗卫星的倾斜轨道卫星星座或太阳同步轨道卫星星座进行定位；S12：设置所述8颗卫星的星上波束角为±60、卫星姿态采用对地心指向；S13：设置所述8颗卫星的卫星轨道高度相同，均为400km-600km轨道高度。

在采用包括8颗卫星的太阳同步轨道卫星星座进行定位时，作为可选的实施方式，所述太阳同步轨道卫星星座的所述8颗卫星分布在2个相互垂直的轨道面上，同一个轨道面上相邻卫星相位角相差1度；一轨道面上4颗卫星的太阳同步轨道降交点地方时为6：30，另一轨道面上4颗卫星的太阳同步轨道降交点地方时为12：00。

在采用包括8颗卫星的太阳同步轨道卫星星座进行定位时，作为另一可选的实施方式，所述太阳同步轨道卫星星座的所述8颗卫星分布在1个轨道面上；所述8颗卫星平分成2组，同一组内相邻卫星相位角相差1度，两组卫星相位角相差180度；所述8颗卫星的太阳同步轨道降交点地方时为6：30。

在采用包括8颗卫星的倾斜轨道卫星星座进行定位时，作为可选的实施方式，所述倾斜轨道卫星星座的所述8颗卫星分布在2个在空间均匀分布的轨道面上；同一个轨道面上相邻卫星相位角相差1度；所述8颗卫星的轨道倾角相同，均为40度-55度之间。

以下结合附图及表格，对本发明提出的独立于GPS导航系统以外的，采用较少卫星(8颗)的卫星星座定位方法对目标区域的覆盖性能进行仿真，以验证本发明提供的卫星星座定位方法对高速航空器进行定位的有效性。以下仿真以对某空域高速航空器进行定位为目标，仿真时取高速航空器飞行高度为40km左右，东经约89度，北纬约41度，飞行航迹长度约400km。