[发明专利]一种高轨SAR卫星精密定轨系统

说明书

本发明公开了一种高轨SAR卫星精密定轨系统，能够利用天基高轨GNSS自主导航以及配合地基测距系统为事后定轨系统提供原始观测量信息完成星地联合精密定轨任务。包括高轨GNSS导航子系统、地基测距子系统以及静电悬浮加速度计子系统。高轨GNSS导航子系统包括互为冷备份的2台导航接收机、互为热备份的2副导航接收天线、2台前置放大器、功分器以及射频电缆；静电悬浮加速度计子系统用于测量航天器受到的加速度。地基测距子系统包括Ka波段扩频测距模块以及激光测距模块。Ka波段扩频测距模块包括非相干扩频体制的2台Ka波段扩频测距应答机、2副Ka波段对地天线、测控波导组件；2副Ka波段对地天线分别通过测控波导组件对应连接2台Ka波段扩频测距应答机。

技术领域

本发明涉及卫星定轨技术领域，具体涉及一种高轨SAR卫星精密定轨系统。

背景技术

常规低轨SAR卫星由于要满足成像指标对卫星精密定轨提出了需求，指标主要定义为轨道三维位置或三维速度在一定置信度下的三轴偏差；在技术实现方面，低轨卫星使用GNSS(全球导航接收机)进行精密定轨已经比较普遍。常规高轨卫星一直使用卫星应答机测距的形式进行定轨，定轨精度相对较低，可达到几百米的量级。近些年来高轨卫星也逐渐搭载了GNSS接收机(如漏GPS 接收机)进行精密定轨，可将高轨事后定轨精度从百米级提高到几十米量级；事后精密定轨需要结合轨道动力学进行事后解算，随着高轨精密定轨指标需求的不断提升，单独使用GNSS接收机提高精密定轨已经到了极限，漏GPS接收机见星数量、定轨几何强度都有待提高，特别是对于载有大口径天线等高轨卫星来说，惯量大、光压等非保守力的影响是制约定轨尤其是轨道预报精度的核心要素，且动力学的估算也越来越困难，亟需一种在轨实时测量非保守力的手段提高事后动力学估算的精度，加速度计测量正好可以满足此需求。通过GNSS 接收机测量和加速度计测量加速度(非保守力)可以提高轨道确定精度，但是高轨SAR卫星由于合成孔径时间较长，采用传统的精密定轨指标定义指标已经不能满足SAR成像的需求，需要另外建立一套指标体系来定义该指标；单一测距手段不能保证卫星测距数据的多元性和健壮性；传统高轨卫星定轨系统不能提供高轨SAR成像所需的高精度的绝对时间精度。

因此目前需要一种能够使用高轨SAR卫星精密定轨的系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高轨SAR卫星精密定轨系统，能够利用天基高轨GNSS自主导航以及配合地基测距系统为事后定轨系统提供原始观测量信息完成星地联合精密定轨任务。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种高轨SAR卫星精密定轨系统包括高轨GNSS导航子系统、地基测距子系统以及静电悬浮加速度计子系统。

高轨GNSS导航子系统包含互为冷备份的2台导航接收机、互为热备份的2 副导航接收天线、2台前置放大器、功分器以及射频电缆；2副导航接收天线分别对应连接2台前置放大器；每个前置放大器将对应导航接收天线捕获的信号进行信号放大后通过功分器及射频电缆分别送入2台导航接收机；功分器内部有两路完全独立的射频信号处理通道。

静电悬浮加速度计子系统用于测量航天器受到的加速度。

地基测距子系统包括Ka波段扩频测距模块以及激光测距模块。

Ka波段扩频测距模块包括非相干扩频体制的2台Ka波段扩频测距应答机、 2副Ka波段对地天线、测控波导组件；2副Ka波段对地天线分别通过测控波导组件对应连接2台Ka波段扩频测距应答机；其中2台Ka波段扩频测距应答机为同频冷备份关系；Ka波段对地天线采用收、发共用方式，左旋圆极化接收以及右旋圆极化发射。

激光测距模块包括激光反射器。

进一步地，导航接收机包括电源板、2个导航信息处理板、射频板以及电源板。