[发明专利]一种基于GNSS信息的冷启动航天器在轨导航初值建立方法

说明书

本发明公开一种基于GNSS信息的冷启动航天器在轨导航初值建立方法，所述方法包括：S1：获取连续多帧的航天器GNSS输出的时间、位置、速度；S2：判断时间有效性；S3：判断数据有效性；S4：轨道外推，建立在轨导航初值，本发明能够使航天器在冷启动状态下利用GNSS信息获取在轨导航初值，可以有效降低由于GNSS数据的不准确带来的风险，且本发明可以在准确获取在轨导航初值的前提下有效减少航天器与运载的接口，降低成本。

技术领域

本发明涉及飞行器控制领域。更具体地，涉及一种基于GNSS信息的冷启动航天器在轨导航初值建立方法。

背景技术

航天器的在轨导航初值建立是航天器实施在轨导航的必要条件。传统的航天器在轨导航初值建立主要有两种方式：一是在航天器起飞之前，利用发射惯性系初始位置作为导航初值，并利用精确的发射场地理位置信息以及对时信息将发射惯性系航天器位置速度转换到赤道惯性系位置速度，在起飞后的整个运载段航天器需要全程加电并持续导航，在星箭分离时刻记录航天器位置和速度，将其作为航天器在轨导航的轨道初值；另一种是通过基准传递的方法，即在航天器星箭分离前，通过运载主惯导系统向航天器子惯导系统传递轨道初值，航天器子惯导系统接受到轨道初值后，启动在轨导航，在星箭分离时刻记录航天器位置和速度，将其作为航天器在轨导航的轨道初值。以上的方法中，第一种方法需要航天器起飞前处于加电状态，并保持运载段持续加电导航；第二种方法需要航天器与运载进行数据交互，需要一些接口和电缆支持，增加了整个系统的重量和成本，降低了系统的可靠性。对于与运载只有机械接口的航天器，在与运载分离后才加电，加电时航天器无任何先验信息，属于冷启动范畴。在这样的情况下，现有技术方案无法实现轨道初值建立。可以通过利用航天器GNSS设备提供的信息进行轨道初值建立，然而，GNSS接收设备容易受到各种短时间电磁因素、环境因素干扰，影响定时、定位功能；同时航天器是在嵌入式环境下实时进行导航初值建立，缺乏外部其他比较基准，无法进行必要的验证，其定时、定位误差可能带入整个导航系统中，导致导航错误，进而导致整个航天器的飞行任务失败。

因此，需要提供一种抗干扰能力强、误差小的基于GNSS信息的冷启动航天器在轨导航初值建立方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于GNSS信息的冷启动航天器在轨导航初值建立方法，提高基于GNSS信息的冷启动航天器在轨导航初值建立的抗干扰能力，克服干扰因素，并进行验证，减小误差，提高导航准确度。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种基于GNSS信息的冷启动航天器在轨导航初值建立方法，所述方法包括：

S1：获取航天器GNSS输出数据；

S2：判断时间有效性；

S3：判断数据有效性；

S4：轨道外推，建立在轨导航初值。

优选地，所述S1获取连续多帧的航天器GNSS输出的时间、位置、速度数据。

优选地，S2包括：

t_B＝Week×7×24×3600+WeekSec

令

其中，Week^j、WeekSec^j分别为GNSS输出的连续多帧的周、周秒，j为帧数，取值范围为1～N，N为采集的帧数；

若满足则通过时间有效性判断，否则，舍弃该帧数据，不再进行后续的数据有效性判断。

优选地，所述S3包括：