[发明专利]一种环绕行星探测器的轨道测量方法

权利要求书

1.一种环绕行星探测器的轨道测量方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、计算积分结束时刻的单向下行矢量；

步骤2、计算积分结束时刻的单向上行矢量；

步骤3、计算积分开始时刻的单向下行矢量；

步骤4、计算积分开始时刻的单向上行矢量；

步骤5、计算积分开始和结束时刻的单向上行和下行距离差；

步骤6、计算多普勒测速的几何分量；

步骤7、计算平均测速的相对论分量；

步骤8、计算总的平均测速。

2.根据权利要求1所述一种环绕行星探测器的轨道测量方法，其特征在于，所述步骤1根据环绕行星的情况，计算探测器单向下行矢量为：

r₂₃(t_end)＝(r_P+r_sat)-(r_E+r_sta) (1)

式(1)中，r₂₃为探测器到地面测站的单向下行矢量，t_end表示积分结束时刻，r_E为地心在太阳系质心天球参考系(BCRS)下的位置矢量，r_sta为测站在地心天球参考系下的位置矢量，r_P为行星质心在BCRS下的位置矢量，r_sat为探测器在行星质心天球参考系下的位置矢量；以上各天球参考系仅存在坐标系原点的平移，不涉及轨道面和主方向的旋转；

计算单向下行时，以接收时刻为初始值，进行光行时迭求解探测器转发时刻，单向距离值ρ₂₃＝||r₂₃||变换小于1％认为迭代收敛。

3.根据权利要求2所述一种环绕行星探测器的轨道测量方法，其特征在于，所述步骤2根据环绕行星的情况，计算探测器单向上行矢量为：

r₁₂(t_end)＝(r_E+r_sta)-(r_P+r_sat) (2)

式(2)中，参数t_end，r_E,r_sta,r_P,r_sat定义与步骤1中一致，r₁₂为地面测站到的探测器单向上行矢量；

计算单向上行时，以探测器转发时刻为初始值，进行光行时迭求解地面站信号发送时刻，单向距离值ρ₁₂＝||r₁₂||变换小于1％认为迭代收敛。

4.根据权利要求3所述一种环绕行星探测器的轨道测量方法，其特征在于，所述步骤3中积分开始时刻t_start＝t_end-T_c，计算单向下行矢量为：

式(3)中，参数r_E，r_sta，r_P，r_sat定义与步骤1一致，其中Δ项为一个积分周期内对应矢量的变化量，其中测站位置变化Δr_sta由不同时刻坐标转换得到，探测器位置变化Δr_sta由轨道积分获得，地球和行星位置的变化Δr_P和Δr_E通过行星星历表插值获得；此时Δr₂₃＝(Δr_P+Δr_sat)-(Δr_E+Δr_sta)为积分结束和开始时刻单向下行矢量差。

5.根据权利要求4所述一种环绕行星探测器的轨道测量方法，其特征在于，所述步骤4根据步骤2和步骤3，计算积分开始时刻单向上行矢量：

r₁₂(t_start)＝r₁₂(t_end)+Δr₁₂ (4)

式(4)中，Δr₁₂为积分结束和开始时刻单向上行矢量差。