[发明专利]一种基于星间测距的地球-Lagrange联合星座自主定轨方法有效

专利信息
申请号: 201710611461.6 申请日: 2017-07-25
公开(公告)号: CN107421550B 公开(公告)日: 2020-08-28
发明(设计)人: 杨静;卢帅 申请(专利权)人: 北京航空航天大学
主分类号: G01C21/24 分类号: G01C21/24;G01C21/02
代理公司: 北京永创新实专利事务所 11121 代理人: 赵文颖
地址: 100191*** 国省代码: 北京;11
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 基于 测距 地球 lagrange 联合 星座 自主 方法
【权利要求书】:

1.一种基于星间测距的地球-Lagrange联合星座自主定轨方法,包括以下几个步骤:

步骤一:在集中式结构下,建立地球-Lagrange联合星座自主定轨系统的状态方程;

具体为:

(1)建立地球导航卫星轨道动力学模型

在地心直角惯性坐标系下,联合星座中待测地球卫星i进行定轨的状态方程如下:

式中,待测地球卫星i对应的状态向量为[xEi,yEi,zEi]T和分别为该地球卫星的位置矢量和速度矢量;FE为系统状态函数,WEi(t)为系统噪声,满足均值为qEi(t),方差为QEi(t)的高斯白噪声;式可以进一步详细写为:

其中,和为x、y、z三轴速度噪声分量,和是x、y、z三轴加速度等效噪声分量,包括未建模摄动项和噪声项;和分别为地球卫星i对应的已建模速度矢量和加速度矢量,其中加速度主要考虑地球中心引力加速度a0,Ei、J2摄动项加速度和日月引力摄动加速度aMS,Ei,具体表达式如下:

1)卫星i的地球中心引力加速度a0,Ei满足:

式中,为待测卫星i的地心距,μ为地球质量与引力常数G的乘积,即地球引力常数;

2)J2摄动项加速度满足:

式中,Re为地球赤道半径,J2为二阶带谐系数;

日月引力引起的摄动加速度aMS,Ei满足:

式中,(xS,yS,zS)和(xM,yM,zM)分别为太阳和月球在地心直角惯性坐标系下的三维位置坐标,和分别为卫星i到太阳和月球的距离,和分别为地心到太阳和月球的距离,μS和μM分别为太阳引力常数和月球引力常数;

(2)Lagrange导航卫星轨道动力学模型

在质心会合坐标系下,建立对Lagrange星座中待测月球卫星k进行定轨的状态方程:

式中,待测Lagrange月球卫星k对应的状态向量为[xLk,yLk,zLk]T和分别为该星的无量纲位置矢量和速度矢量,其特征质量、特征长度和特征时间如(7)式所示,其中ME和MM分别为地球质量和月球质量,L为地月距离;FL为系统状态函数,WLk(t)为系统噪声,满足均值为qLk(t),方差为QLk(t)的高斯白噪声;

式(6)写为:

其中,为Lagrange卫星k对应的已建模速度矢量,μ0=MM/(MM+ME),ΔE,Lk、ΔM,Lk分别为卫星的地心距和月心距,和为x、y、z三轴速度噪声分量,和是x、y、z三轴加速度等效噪声分量,包括未建模摄动项和噪声项;

(3)地球-Lagrange联合星座自主定轨系统的状态方程

假设整个自主导航系统包含m颗地球卫星和n颗Lagrange卫星,根据待测地球卫星i进行定轨的状态方程和待测月球卫星k进行定轨的状态方程,建立集中式结构的星座定轨状态方程如下:

即:

式中,为状态向量,F为整个星座定轨系统的状态函数矢量,W(t)表示均值为q(t),方差为Q(t)的系统噪声;

步骤二:建立地球-Lagrange联合星座自主定轨系统的测量方程;

步骤三:在集中式结构下,根据上述建立的基于星间距离测量的地球-Lagrange联合星座自主定轨系统模型,确定实现轨道参数估计的滤波方法;

步骤四:在集中式结构下,基于选定滤波算法的地球-Lagrange联合星座自主定轨。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京航空航天大学,未经北京航空航天大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201710611461.6/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top