[发明专利]一种MEO星座相位控制方法

说明书

本发明提供一种MEO星座相位控制方法，包括步骤一：输入需控制卫星与基准星历史相位差数据，确定相位差，步骤二：建立并确定需控制卫星与基准星相位差的关系，步骤三：确定需控制卫星与基准星半长轴偏差，步骤四：确定需控制卫星半长轴控制量，本发明利用MEO星座历史相位信息，建立相位演化模型，提出了一种基于历史相位的MEO星座相位控制策略，通过历史相位数据演化规律确定相位控制策略，该方法避免了初始轨道及预报带来的误差。

技术领域

本发明属于在轨航天器测控管理领域，具体指一种MEO星座相位控制方法， 适用于MEO星座相位控制策略工作。

背景技术

中地球轨道(MediumEarthOrbit，MEO)主要是指距离地球表面2000至 20000公里的地球轨道。在北斗全球导航星座中，MEO星座是提供全球导航服务 的重点。整个北斗导航服务稳定性和连续性对北斗MEO星座相位保持精度、控 制频率提出了更高的要求，相位保持频次要求优于1次/3年。

传统的MEO星座相位保持控制，根据星座构型保持情况，结合卫星当前轨 道，根据双星轨道半长轴的差值确定控制策略，并利用控制策略进行轨道预报， 检验控制策略的正确性。这种方法受到于当前轨道、瞬平轨道转换及轨道预报 等精度影响。对于北斗MEO星座，相位保持周期长，难以保证长期轨道预报的 精准度。

发明内容

本发明的目的提供一种MEO星座相位控制方法，针对北斗MEO星座卫星相 位保持精度要求高、控制周期长的要求，提出了一种基于历史相位的MEO星座 相位控制策略，通过历史相位数据演化规律确定相位控制策略。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方法：

一种MEO星座相位控制方法，包括如下步骤：

步骤一：输入需控制卫星与基准星历史相位差数据，确定相位差

将需控制卫星与基准星的历史相位差作为输入条件，包括时间t_i及其对应的 相位差Δu(t_i)，单位为度，其中i＝1,2,3,…,N；

步骤二：建立并确定需控制卫星与基准星相位差的关系

需控制卫星与基准星相位差演化线性化方程为：

Δu(t_n)＝k(t_n-t₁)+b

其中k的单位为度/天，b的单位为度；

利用步骤一中的输入量，采用最小二乘的方法确定步骤二相位差演化线性 化方程中的k的值；

步骤三：确定需控制卫星与基准星半长轴偏差

确定需控制卫星与基准星轨道角速度差Δn

Δn＝kπ/(180×86400)

其中Δn单位为弧度/秒；

确定需控制卫星与基准星轨道半长轴偏差Δa

其中μ为引力常数，值为3.986004356×10¹⁴，单位为m³/s²；a₀为MEO星座标称 轨道半长轴，单位为米；n₀为MEO星座标称轨道角速度，单位为弧度/秒；

步骤四：确定需控制卫星半长轴控制量

定义：绝对控制误差为σ，单位为米；相位保持要求±ε，单位为度；最小 相位保持周期T_min，单位为天；双星标称相位差为Δu_s，单位为度；控制时双星 相位差为Δu，单位为度；需控制卫星半长轴控制量Δa_aim确定方法如下：