[发明专利]一种提高卫星轨道摄动力模型表示精度的方法

说明书

本发明公开了一种提高卫星轨道摄动力模型表示精度的方法，包括将卫星轨道摄动力模型引力模型、不确定性摄动力模型以及高频摄动力噪声；将卫星真实轨道分为三部分；获取由不确定性摄动力模型和高频摄动力噪声引起的卫星轨道摄动偏差；建立卫星轨道摄动偏差的小波基函数模型；获取卫星轨道摄动残差，建立卫星轨道摄动残差的平稳自回归时间序列参数模型；实现卫星轨道摄动力模型的参数辨识以及精密定轨。本发明通过对卫星轨道摄动力模型进行分类表示，减少卫星轨道摄动力模型的待估参数，提高定轨的计算效率，同时有效辨识卫星轨道摄动力模型中的不确定性摄动力模型及高频摄动力噪声，提高卫星轨道摄动力的表示精度，进而提高卫星轨道确定精度。

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，更具体地说涉及一种提高卫星轨道摄动力模型表示精度的方法。

背景技术

卫星精密定轨是利用大量的测轨数据，结合卫星轨道摄动力模型，通过采用合适的非线性参数估计方法，来得到卫星轨道参数的过程。该过程包括了三个建模过程：状态模型的构建、观测模型的构建和估计模型的构建。因此卫星精密定轨问题可以归纳为一个多模型多结构的非线性参数估计问题。

状态模型，即卫星轨道摄动力模型，其精确性直接影响着卫星定轨精度。然后，在对卫星状态模型进行构建时，由于卫星在轨环境复杂，导致卫星摄动力模型复杂，涉及到的参数多且具有较强的随机性和不规则性，很难对其进行精确的模型和参数表达，无法得到其严格的解析解；此外，复杂的模型也会导致定轨计算量大，这些均会影响卫星的定轨精度。

对于卫星轨道摄动力物理模型或其参数不能完全确定的摄动力部分，现有方法一般采用经验加速度对其摄动力建模误差进行补偿或修正，如可将经验加速度假设为分段常值或者一阶Gauss-Markov随机过程来吸收卫星轨道摄动力模型误差，但现有卫星轨道摄动力补偿方法一般是基于人工经验和假设，这也将大大增加待估参数数量，且容易改变定轨法方程系数矩阵的性态，影响卫星定轨精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种提高卫星轨道摄动力模型表示精度的方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种提高卫星轨道摄动力模型表示精度的方法，所述卫星是近地的人造卫星，包括以下步骤：

步骤1.将卫星轨道摄动力模型分为三类，分别为可精确建模的引力模型、不确定性摄动力模型以及高频摄动力噪声，其中所述引力模型包括地球质点引力、低阶地球非球形引力以及日月引力，所述不确定性摄动力模型包括高阶地球非球形引力、大气阻力、太阳能光压力、地球潮汐力以及地球辐射压力；

步骤2.根据卫星轨道摄动力模型的分类，将卫星真实轨道分为三部分，分别为引力模型产生的第一轨道、不确定性摄动力模型产生的第二轨道以及高频摄动力噪声产生的第三轨道；

步骤3.获取由不确定性摄动力模型和高频摄动力噪声引起的卫星轨道摄动偏差；

步骤4.采用小波分析算法，建立卫星轨道摄动偏差的小波基函数模型；

步骤5.利用小波基函数模型表示卫星轨道摄动偏差，获取卫星轨道摄动残差，基于时间序列建模算法，建立卫星轨道摄动残差的平稳自回归时间序列参数模型；

步骤6.结合所述引力模型、卫星轨道摄动偏差的小波基函数模型以及卫星轨道摄动残差的平稳自回归时间序列参数模型，利用卫星精密定轨算法，实现卫星轨道摄动力模型的参数辨识以及精密定轨。