[发明专利]一种基于相对位置矢量测量的卫星编队初始定位方法

权利要求书

1.一种基于相对位置矢量测量的卫星编队初始定位方法，其特征在于：

步骤一：通过自适应多项式拟合对相对位置变化进行表征

通过将拟合残差平方和的变化趋势与自适应拟合判据比较，选取多项式拟合的最优阶次，进而得到反映星间相对运动三个分量的拟合多项式；

步骤二：星间相对加速度提取

通过求取三个星间相对运动多项式的二阶导数，得到星间相对加速度矢量；

步骤三：导航解算模式选取

卫星编队构型不同，全局和局部搜索算法也不同，因此在进行全局和局部搜索之前，需要完成对不同导航解算模式的选取，导航模式选取判据根据相对加速度矢量和相对位置矢量点积大小进行判断；

步骤四：全局粗搜索算法

两种导航解算模式对应两种完全不同的全局粗搜索算法；导航解算模式一，即卫星编队星中卫星的轨道高度不相等时选取的解算模式；导航解算模式二，即卫星编队星中卫星的轨道高度相等时选取的解算模式；

对于导航解算模式一，首先通过二维二分法得到初步全局粗搜索结果，之后利用Nelder-Mead算法搜索目标函数的极值点，得到最终全局搜索结果；

二维二分法，即通过将经纬度球面划分为等间距的网格，寻找网格节点中的极小点，之后在极小点与相邻节点构成的局部区域内继续缩小节点间距，生成新的节点，进而搜索得到新的极小点，由此迭代若干步得到初步粗搜索结果的方法；

对于导航解算模式二，此时卫星编队至少要包含三颗卫星，且星间相对位置矢量应满足不共线的要求；进而，全局粗搜索结果由任意两个不共线的星间相对位置矢量叉乘得到；

步骤五：局部精确搜索算法

根据相对位置矢量、引力加速度和相对加速度的物理关系，构建导航方程组；并以步骤四中得到的全局粗搜索结果作为初始点，利用牛顿迭代法求解导航方程组；进而得到卫星编队的精确导航结果，该结果作为后续精密定轨中卫星状态量的初始值。