【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航天器軌道確定
技術介紹
航天器軌道確定的任務就是應用少量的觀測數據，快速確定航天器兩體問題下的軌道要素。觀測數據由于測站數目的不同，測量量(如：位置、速度、角度)屬性的差別，相應地定軌方法也有所不同。其中位置觀測量可通過全球衛星導航系統或地面雷達獲得，測量得到的位置信息均可通過簡單的轉換獲得航天器在地球慣性坐標系下的位置矢量或方向矢量，采用三個地心位置矢量可由吉布斯方法定軌，采用兩個位置矢量及他們之間的時間間隔定軌的蘭伯特問題。在脈沖星導航系統及全球衛星導航系統中，利用觀測數據的歷元差分方法可有效消除測量部分的公共誤差提供更精確的測量信息，然而在基于測量歷元差分的導航方法中，初始位置信息的估計往往先采用地心位置矢量通過其他定軌方法給出。為此使得基于歷元差分相對位置信息導航算法無法獨立應用，需依靠其他定軌算法提供可靠的初始位置估計后方可進行。
技術實現思路
本專利技術是為了解決現有基于測量歷元差分的定軌方法中，需要采用其他定軌方法獲得初始位置信息的問題，現提供航天器相對位置增量定軌方法。航天器相對位置增量定軌方法，該方法為：首先，確定航天器在三維空間中運動的軌道平面；然后，將三維相對位置矢量轉換為二維平面內航天器相對位置坐標，在該二維平面內采用最小二乘原理進行航天器運動軌道形狀的擬合，并采用拉格朗日乘子法求解擬合矩陣的特征值；最后，根據擬合矩陣的特征值判斷航天器的軌道類型，若航天器軌道為橢圓軌道，則中心天體位于橢圓的一個焦點處，結合開普勒時間方程與測量相對應的時間序列確定中心天體的位置；若航天器軌道為圓軌道，則中心天體在軌道的中心；根...
【技術保護點】
航天器相對位置增量定軌方法，其特征在于，該方法為：首先，確定航天器在三維空間中運動的軌道平面；然后，將三維相對位置矢量轉換為二維平面內航天器相對位置坐標，在該二維平面內采用最小二乘原理進行航天器運動軌道形狀的擬合，并采用拉格朗日乘子法求解擬合矩陣的特征值；最后，根據擬合矩陣的特征值判斷航天器的軌道類型，若航天器軌道為橢圓軌道，則中心天體位于橢圓的一個焦點處，結合開普勒時間方程與測量相對應的時間序列確定中心天體的位置；若航天器軌道為圓軌道，則中心天體在軌道的中心；根據中心天體的位置，獲得航天器在慣性參考系下的絕對位置信息，實現航天器的初軌確定。
【技術特征摘要】
1.航天器相對位置增量定軌方法，其特征在于，該方法為：首先，確定航天器在三維空間中運動的軌道平面；然后，將三維相對位置矢量轉換為二維平面內航天器相對位置坐標，在該二維平面內采用最小二乘原理進行航天器運動軌道形狀的擬合，并采用拉格朗日乘子法求解擬合矩陣的特征值；最后，根據擬合矩陣的特征值判斷航天器的軌道類型，若航天器軌道為橢圓軌道，則中心天體位于橢圓的一個焦點處，結合開普勒時間方程與測量相對應的時間序列確定中心天體的位置；若航天器軌道為圓軌道，則中心天體在軌道的中心；根據中心天體的位置，獲得航天器在慣性參考系下的絕對位置信息，實現航天器的初軌確定。2.根據權利要求1所述的航天器相對位置增量定軌方法，其特征在于，確定航天器在三維空間中運動的軌道平面的具體方法為：測量航天器在地心慣性坐標系下歷元時刻tj與tj-1之間航天器移動的相對位置矢量Δr(tj-1,tj)，并根據該相對位置矢量Δr(tj-1,tj)獲得航天器的初始位置r(t0)，其中j＝1,2,3,...；根據相對位置矢量Δr(tj-1,tj)，采用最小二乘原理確定單位角動量矢量h； Δr x ( t j - 1 , t j ) h x + Δr y ( t j - 1 , t j ) h y + Δr z ( t j - 1 , t j ) h z = 0 h x 2 + h y 2 + h z 2 = 1 h [ h x , h y , h z ] T - - - ( 1 ) ]]>其中，hx、hy、hz分別為單位角動量矢量h在空間三維參考系中的x軸、y軸、z軸的分量，△rx(tj-1,tj)、△ry(tj-1,tj)、△rz(tj-1,tj)分別為相對位置矢量Δr(tj-1,tj)在三維參考系中x軸、y軸、z軸的分量，根據下式利用單位角動量矢量h獲得軌道傾角i和升交點赤經Ω，i＝arccos(hz) (2) Ω = arccos ( - h y h x 2 + h y 2 ) , h x ≥ 0 2 π - arccos ( - ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐國棟，宋佳凝，姜昆，董立珉，徐振東，張兆祥，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23
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