[发明专利]一种基于星间距离的相对轨道要素确定方法

权利要求书

1.一种基于星间距离的相对轨道要素确定方法，在编队飞行卫星群中，若干个从星F围绕主星M做相对运动，主星M的星载计算机接收GPS接收机输出的在一个采样周期内的星间距；其特征在于基于星间距离的相对轨道要素确定包括有下列步骤：

步骤一，获取星间间距的极值；

无摄动情况下的星间距最大值和最小值

一个采样周期T里将采集的多个星间距；

步骤二，制定星间距同相对轨道要素之间的关系；

在无摄动情况的主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M下，主星M与从星F在所述M-X_MY_MZ_M下的星间距表示为：

Δx^标称表示星间距在主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M的X_M轴上的投影；

Δy^标称表示星间距在主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M的Y_M轴上的投影；

Δz^标称表示星间距在主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M的Z_M轴上的投影；

在卫星的编队飞行中，将主星用符号M表示，从星用符合F表示，依据相对轨道要素，则有：

(一)半长轴

主星M的轨道半长轴记为a^M，从星F的轨道半长轴记为a^F，单位为米；因此，从星F与主星M之间的相对半长轴记为Δa，即Δa＝a^F-a^M；在无摄动情况下a^F＝a^M，记为a^标称；

(二)偏心率

主星M的轨道偏心率记为e^M，从星F的轨道偏心率记为e^F，单位为无量纲；因此，从星F与主星M在轨道要素定义的坐标系的x_i轴上的偏心率记为相对偏心率矢量记为Δe_x，即Δe_x＝e^Fcosω^F-e^Mcosω^M；从星F与主星M在轨道要素定义的坐标系的y_i轴上的偏心率记为相对偏心率矢量记为Δe_y，即Δe_y＝e^Fsinω^F-e^Msinω^M；在无摄动情况下e^F＝e^M，记为e^标称；

(三)近地点幅角

主星M的近地点幅角记为ω^M，从星F的近地点幅角记为ω^F，单位为度；因此，从星F与主星M之间的相对近地点幅角记为Δω，即Δω＝ω^F-ω^M；在无摄动情况下ω^F＝ω^M，记为ω^标称；

(四)倾角

主星M的轨道倾角记为i^M，从星F的轨道倾角记为i^F，单位为度；因此，从星F与主星M之间的相对倾角记为Δi，即Δi＝i^F-i^M；在无摄动情况下i^F＝i^M，记为i^标称；

(五)纬度幅角

主星M的纬度幅角记为u^M，从星F的纬度幅角记为u^F，单位为度；因此，从星F与主星M之间的相对纬度幅角记为Δu，即Δu＝u^F-u^M；

(六)升交点赤经

主星M的轨道升交点赤经记为Ω^M，从星F的轨道升交点赤经记为Ω^F，单位为度；因此，从星F与主星M之间的相对轨道升交点赤经记为ΔΩ，即ΔΩ＝Ω^F-Ω^M；

在编队飞行过程中，主星M与从星F在主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M下的星间距表示为：

Δx^实际表示星间距在主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M的X_M轴上的投影；

Δy^实际表示星间距在主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M的Y_M轴上的投影；

Δz^实际表示星间距在主星轨道坐标系M-X_MY_MZ_M的Z_M轴上的投影；

步骤三，制定星间距实际值与标称值之间的误差和相对轨道要素实际值与标称值之间的误差的映射关系。