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第二类无奇点根数的北斗历书参数设计 被引量:3
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作者 常志巧 胡小工 +5 位作者 杜兰 郭睿 何峰 李晓杰 王琰 董恩强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1298-1303,共6页
为统一北斗三类卫星的历书拟合算法,提出基于第二类无奇点根数进行历书参数设计的方法,设计了以倾角向量变率作为摄动参数的历书参数模型,并给出新的历书模型的用户使用算法。利用覆盖2013年全年的实际在轨卫星的数值轨道进行了历书... 为统一北斗三类卫星的历书拟合算法,提出基于第二类无奇点根数进行历书参数设计的方法,设计了以倾角向量变率作为摄动参数的历书参数模型,并给出新的历书模型的用户使用算法。利用覆盖2013年全年的实际在轨卫星的数值轨道进行了历书拟合试验。结果表明,地球静止轨道(GEO)和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的拟合位置误差为2~4km,拟合用户距离误差(URE)约为1km,中圆地球轨道(MEO)卫星的拟合位置误差为1~2km,拟合URE约为500m。通过分析6个轨道根数和2个摄动参数全年的变化范围,对新历书模型进行量化单位和占用比特位的通信接口设计,定量分析量化单位对历书表达精度的影响。结果表明,参数截断后对位置误差的影响小于50m,对URE误差的影响小于5m。因此,历书量化误差对信号捕获以及首次定位时间带来的影响可以忽略不计。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 历书拟合 无奇点根数 量化误差
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综合无奇点根数和坐标旋转的广播星历拟合及其性能评估 被引量:3
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作者 常志巧 胡小工 +4 位作者 黄华 胡光明 李晓杰 唐成盼 董恩强 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2017年第7期732-736,共5页
将无奇点根数和坐标旋转方法综合运用到地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星的18参数星历拟合,解决GEO卫星的小偏心率奇点和小倾角奇点问题。基于5颗北斗在轨GEO卫星1a的轨道数据,分析全年星历拟合精度和稳定性,对卫星进... 将无奇点根数和坐标旋转方法综合运用到地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星的18参数星历拟合,解决GEO卫星的小偏心率奇点和小倾角奇点问题。基于5颗北斗在轨GEO卫星1a的轨道数据,分析全年星历拟合精度和稳定性,对卫星进出地影的拟合精度进行定量分析,针对Δn参数超限问题,比较绕X轴旋转5°和55°的Δn参数变化范围。结果表明,2~4h的拟合弧长5颗GEO卫星的星历拟合精度最大为3cm,迭代次数最多为5次;拟合弧长越长,拟合精度越低,迭代次数更少;当拟合弧段包含进出地影轨道时,拟合精度降低;旋转55°比旋转5°Δn参数的变化范围减少一个数量级,Δn参数全年无超限现象。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 广播星历拟合 无奇点根数 GEO 地影
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基于无奇点根数的空间相对导航插值滤波算法
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作者 李轶 张善从 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1727-1735,共9页
为了提高椭圆轨道航天器的相对导航精度,将基于Stirling公式的多项式插值滤波方法(DDF2)引入导航算法,降低了传统的卡尔曼滤波方法中泰勒级数展开线性化造成的误差,有效提高了相对导航滤波精度;算法将无奇点根数引入系统状态方程作为状... 为了提高椭圆轨道航天器的相对导航精度,将基于Stirling公式的多项式插值滤波方法(DDF2)引入导航算法,降低了传统的卡尔曼滤波方法中泰勒级数展开线性化造成的误差,有效提高了相对导航滤波精度;算法将无奇点根数引入系统状态方程作为状态变量,推导了相对无奇点根数到相对位置和相对速度的转换公式,避免了开普勒轨道根数容易产生的奇异性问题。同传统的C-W方程相比,本方法无需假设航天器是正圆轨道,更加适用于考虑地球J2项摄动的情况。以星间相对距离和角度作为观测量,数值仿真比较了UKF算法和多项式插值滤波方法的性能,仿真结果表明,采用同样的sigma点选取策略,且运算复杂度相当的条件下,本方法具有更高的精度和稳定性。 展开更多
关键词 无奇点根数 相对轨道要素 相对自主导航 多项式插值滤波 编队飞行
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低轨卫星广播星历模型与拟合算法
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作者 本立言 张锐 +2 位作者 师晨光 鲁得浦 周旺 《导航定位学报》 北大核心 2025年第4期116-122,共7页
为了进一步解决低轨卫星星座广播星历存在的奇点问题,设计4种无奇点星历模型,并给出一种无味卡尔曼滤波(UKF)的拟合方法:为避免小偏心率、小倾角或近极轨条件下的奇点问题,在全球定位系统(GPS)的16/18参数星历模型基础上,设计出基于第... 为了进一步解决低轨卫星星座广播星历存在的奇点问题,设计4种无奇点星历模型,并给出一种无味卡尔曼滤波(UKF)的拟合方法:为避免小偏心率、小倾角或近极轨条件下的奇点问题,在全球定位系统(GPS)的16/18参数星历模型基础上,设计出基于第二类无奇点改进根数的16/18/22/24参数的星历模型;引进UKF将星历参数拟合转化为参数估计,以避免经典最小二乘拟合算法中梯度矩阵的繁琐推导。仿真结果表明,无奇点星历模型和UKF算法适用于不同倾角和偏心率,24参数星历的20 min拟合用户测距误差(URE)小于10 cm。 展开更多
关键词 低轨卫星 广播星历 第二类无奇点改进 估计 无味卡尔曼滤波 拟合用户测距误差(URE)
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月球卫星的精密定轨 被引量:3
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作者 刘迎春 刘林 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期249-255,共7页
发射月球卫星是探测月球的一个重要途径,而且为了找水,多采用极轨方式.由于作为中心天体的月球与地球有所不同,导致月球卫星的运动及其相应的轨道摄动解亦有明显差异.在这种背景下,本文选择采用一组适用于0≤e<1和0°≤i<180&... 发射月球卫星是探测月球的一个重要途径,而且为了找水,多采用极轨方式.由于作为中心天体的月球与地球有所不同,导致月球卫星的运动及其相应的轨道摄动解亦有明显差异.在这种背景下,本文选择采用一组适用于0≤e<1和0°≤i<180°的无奇点根数、充分利用数值法和分析法各自特点的定轨方法,给出月球卫星的精密定轨方案,并以测距的模拟资料进行了实算,计算结果与理论分析相符,有实用前景. 展开更多
关键词 月球卫星 无奇点根数 精密定轨 月球探测
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北斗GEO卫星用户算法的改进方法 被引量:4
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作者 谢小刚 曾大治 +1 位作者 龙腾 张磊 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期82-87,共6页
针对北斗GEO用户算法需要进行5°倾角的坐标旋转处理这一过程,提出了采用经典广播星历参数用户算法直接解算北斗GEO卫星位置的改进方法,并同时给出了相应的基于第二类无奇点根数的广播星历拟合算法。该算法采用第二类无奇点轨道根... 针对北斗GEO用户算法需要进行5°倾角的坐标旋转处理这一过程,提出了采用经典广播星历参数用户算法直接解算北斗GEO卫星位置的改进方法,并同时给出了相应的基于第二类无奇点根数的广播星历拟合算法。该算法采用第二类无奇点轨道根数代替经典轨道根数,解决了由GEO轨道的小倾角特性引起的经典广播星历参数拟合过程中法化矩阵奇异的问题。从而避免了北斗GEO用户算法中坐标旋转处理过程,减少了GEO用户算法的计算步骤。仿真表明,提出的改进方法在卫星轨道拟合过程中与原算法精度相当;在卫星轨道外推过程中与原算法相比略有精度损失,但仍满足用户导航定位精度的需求。采用实际北斗GEO星历解算的轨道数据验证了改进算法的有效性。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 GEO卫星 广播星历拟合 第二类无奇点轨道
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GEO带目标编目库的星历设计
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作者 刘隆迪 杜兰 +3 位作者 张中凯 刘泽军 周佩元 黄俊迦 《导航定位学报》 CSCD 2023年第3期29-37,共9页
针对目前空间目标编目库普遍采用的2行根数——简化常规摄动4/简化深空摄动4(TLE-SGP4/SDP4)模型复杂,源码不公开,且轨道精度不高的问题,提出一种地球同步轨道(GEO)带目标编目库的星历设计方法:基于数值积分的多天精密预报轨道,针对GEO... 针对目前空间目标编目库普遍采用的2行根数——简化常规摄动4/简化深空摄动4(TLE-SGP4/SDP4)模型复杂,源码不公开,且轨道精度不高的问题,提出一种地球同步轨道(GEO)带目标编目库的星历设计方法:基于数值积分的多天精密预报轨道,针对GEO的静地特性,设计19/25/31个参数的无奇点根数型星历模型;并采取定时长和多组星历同步更新策略,适用于数小时至数天的日常预报轨道发布及更新。实验结果表明,3种无奇点根数型星历模型可灵活适应合作/非合作GEO目标的预报轨道精度和预报时长,1 d拟合均方根(RMS)均值分别优于30、10和7 m;当缩短拟合时长至12 h,31参数星历模型的拟合精度可优于0.2 m。 展开更多
关键词 地球同步轨道带 空间编目库 无奇点轨道 星历
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