星载GPS低轨卫星几何法精密定轨研究 被引量：12

1

作者 胡国荣 欧吉坤 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期32-39,共8页

本文讨论了星载ＧＰＳ接收机为单频情形的低轨卫星几何法定轨，包括载波相位相对定轨法和动态同定轨法，并利用Ｔｏｐｅｘ／Ｐｏｓｅｉｄｏｎ卫星星载ＧＰＳ实测数据中Ｌ１载波相位观测值进行验证．结果表明，载波相位相对定轨精度与地... 本文讨论了星载ＧＰＳ接收机为单频情形的低轨卫星几何法定轨，包括载波相位相对定轨法和动态同定轨法，并利用Ｔｏｐｅｘ／Ｐｏｓｅｉｄｏｎ卫星星载ＧＰＳ实测数据中Ｌ１载波相位观测值进行验证．结果表明，载波相位相对定轨精度与地面基准站的观测质量有关，其三维轨道位置精度为分米级；载波相位动态网定轨精度介于各基准站载波相位相对定轨之间，它相当于在各基准站相对定轨之间加权均衡，而且提高了定轨的可靠性． 展开更多

关键词 相对定轨 动态网定轨 GPS 低轨卫星 几何法定轨

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关于卫星网整网自主定轨方法的探讨 被引量：11

2

作者 闫野 周伯昭 任萱 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期80-83,共4页

随着在轨卫星数量的不断增多 ,卫星网的自主定轨已经成为迫切需要。本文重点阐述如何利用星间相对测量 (相对距离测量和相对速度测量 )技术 ,将卫星精密轨道确定方法和大地测量中的整网平差方法相结合 ,来实现卫星网的自主定轨。仿真结... 随着在轨卫星数量的不断增多 ,卫星网的自主定轨已经成为迫切需要。本文重点阐述如何利用星间相对测量 (相对距离测量和相对速度测量 )技术 ,将卫星精密轨道确定方法和大地测量中的整网平差方法相结合 ,来实现卫星网的自主定轨。仿真结果表明 ,这一方法是切实有效的。 展开更多

关键词 卫星网 星间相对测量 自主定轨 整网平差方法

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分布式InSAR编队卫星精密绝对和相对轨道确定 被引量：7

3

作者 邵凯 张厚喆 +3 位作者 秦显平 黄志勇 易彬 谷德峰 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期580-588,共9页

低轨卫星编队的精密轨道和基线确定是分布式InSAR卫星系统完成科学任务的重要前提。目前,基于GNSS数据的缩减动力学绝对和相对轨道确定是获得高精度轨道和基线产品的主要手段。本文利用天绘二号编队星载GPS实测数据,采用缩减动力学定轨... 低轨卫星编队的精密轨道和基线确定是分布式InSAR卫星系统完成科学任务的重要前提。目前,基于GNSS数据的缩减动力学绝对和相对轨道确定是获得高精度轨道和基线产品的主要手段。本文利用天绘二号编队星载GPS实测数据,采用缩减动力学定轨方法进行编队卫星绝对和相对定轨研究。GPS数据质量分析表明,A星与B星接收机的信号跟踪能力和数据质量基本相当。通过对轨道机动进行常值加速度建模,可以有效消除机动对天绘二号编队绝对和相对定轨的影响。单星绝对定轨结果表明,6 h重叠弧段轨道差值三维(3D)RMS小于1.2 cm,A星和B星绝对轨道的卫星激光测距数据检核残差RMS分别为2.76 cm和2.33 cm。双星相对定轨结果表明,6 h重叠弧段基线差值3D RMS达到0.66 mm,本文基线产品与西安测绘研究所基线产品互比对差值RMS在径向、切向、法向和3D方向分别为0.73、1.11、0.51和1.43 mm。 展开更多

关键词 分布式INSAR 天绘二号 绝对轨道确定 相对轨道确定 数据质量评估 GNSS

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多星编队相对轨道的自主确定 被引量：4

4

作者 雪丹 曹喜滨 吴云华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1406-1408,1418,共4页

编队飞行的相对轨道确定具有重要意义。针对编队应用中多颗环绕星相对中心星的自主定轨问题进行了研究,提出引入环绕星间相对测量信息的分布式滤波方案。设计了二级滤波器,利用环绕星间测量信息提高一级滤波得到的环绕星相对轨道的确定... 编队飞行的相对轨道确定具有重要意义。针对编队应用中多颗环绕星相对中心星的自主定轨问题进行了研究,提出引入环绕星间相对测量信息的分布式滤波方案。设计了二级滤波器,利用环绕星间测量信息提高一级滤波得到的环绕星相对轨道的确定精度。仿真结果验证了这种导航方案的有效性。 展开更多

关键词 编队飞行 相对轨道确定 分布式卡尔曼滤波器

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双星跟飞测高卫星在轨初步验证

5

作者 孙中苗 翟振和 +2 位作者 管斌 阮仁桂 黄令勇 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期207-216,共10页

卫星测高反演重力场的常规做法是利用海面高差求解垂线偏差,进一步计算海洋重力异常和海洋大地水准面高等信息。显然,提高海面高差的测量精度可以直接提升海洋重力场的反演精度。本文给出了双星跟飞卫星测高原理,通过轨道设计使双星星... 卫星测高反演重力场的常规做法是利用海面高差求解垂线偏差,进一步计算海洋重力异常和海洋大地水准面高等信息。显然,提高海面高差的测量精度可以直接提升海洋重力场的反演精度。本文给出了双星跟飞卫星测高原理,通过轨道设计使双星星下点跨轨间距(即分辨率)在1′左右,双星同时测量沿其轨道的海面高差及跨轨的星间海面高差,此时轨道径向误差表现为星间或单星历元间的相对轨道径向误差,而与大气传播和地球物理效应等有关的改正项,对于地面轨间距只有1′的双星近似相等,其在海面高差中几无体现,因此海面高差的精度相比于传统的单星测量将有显著提高。利用测高A/B双星的实际观测数据,初步验证了相对轨道径向误差和海面高差中的8项改正的差值误差。结果表明,对于定标阶段约25 km的星下点间距,干对流层、湿对流层、电离层、固体潮、极潮和逆大气压等改正项的差值误差均在5 mm量级;海潮改正差值、海况偏差差值中分别有约1 cm和2 cm的残留误差;对于业务轨道约2 km的星下点间距,相对轨道径向误差约为3 mm,除了海况偏差差值有约0.52 cm的残留误差,其他改正项的差值误差均小于0.05 cm,可完全忽略不计。 展开更多

关键词 卫星测高 双星跟飞测量模式 海洋重力场 垂线偏差 相对定轨 海况偏差

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扩展卡尔曼粒子滤波在编队卫星相对轨道确定中的应用 被引量：5

6

作者 张剑锋 曾国强 《航天控制》 CSCD 北大核心 2010年第4期40-43,共4页

考虑两星编队飞行情况,建立了惯性坐标系内卫星绝对运动方程,以激光和无线电测量获得相对观测量,利用扩展卡尔曼粒子滤波实现相对轨道高精度确定。结合实例进行了分析和仿真,结果表明EPF算法能够有效提高相对位置确定精度,并给出相对速... 考虑两星编队飞行情况,建立了惯性坐标系内卫星绝对运动方程,以激光和无线电测量获得相对观测量,利用扩展卡尔曼粒子滤波实现相对轨道高精度确定。结合实例进行了分析和仿真,结果表明EPF算法能够有效提高相对位置确定精度,并给出相对速度的高精度估计。 展开更多

关键词 编队卫星 相对轨道确定 扩展卡尔曼粒子滤波(EPF)

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BDS在低轨卫星编队高精度相对轨道确定上的应用分析 被引量：3

7

作者 易彬 谷德峰 +1 位作者 邵凯 易东云 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期43-50,共8页

分析基于北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation System,BDS)的低轨卫星编队相对轨道确定问题,但由于缺乏实测数据,通过仿真实验展开研究。结果表明,500 km空域平均可视BDS卫星数约为9.7,由于地球静止轨道(GeoStationary earth ... 分析基于北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation System,BDS)的低轨卫星编队相对轨道确定问题,但由于缺乏实测数据,通过仿真实验展开研究。结果表明,500 km空域平均可视BDS卫星数约为9.7,由于地球静止轨道(GeoStationary earth Orbit,GEO)卫星和倾斜地球同步轨道(Inclined GeoSynchronous earth Orbit,IGSO)卫星的存在,亚太地区的可视BDS卫星数明显偏多。仅考虑观测噪声的影响时,基于BDS的相对定轨精度可达0.74 mm,加入星历误差的影响,对近距离编队系统的相对定轨而言,GEO卫星数米的星历误差可以忽略,但当星间距离增大到约200 km时,GEO卫星单差后的星历误差可达厘米量级,GEO+IGSO+中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星和IGSO+MEO卫星求解的相对轨道精度分别为1.09 mm和0.96 mm,GEO卫星的加入使得精度下降了13.54%。在其余误差得到有效处理后,BDS的相对定轨精度可达亚毫米量级,且无明显区域差异,GEO卫星和IGSO卫星能提高近距离编队系统的全球相对定轨精度,未来BDS将广泛应用于低轨卫星编队相对轨道确定。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统 低轨卫星编队 相对轨道确定 地球静止轨道卫星 倾斜地球同步轨道卫星

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确定编队卫星相对轨道的容错UKF方法 被引量：3

8

作者 王辉 顾学迈 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1593-1599,共7页

针对相对轨道测量设备出现连续野值引起的滤波误差偏大及发散问题,提出了基于残差正交性检测的容错UKF算法。介绍了非线性滤波在相对轨道自主确定中发展历程和容错UKF的原理、滤波算法和计算流程。根据测量设备出现连续成片野值时残差... 针对相对轨道测量设备出现连续野值引起的滤波误差偏大及发散问题,提出了基于残差正交性检测的容错UKF算法。介绍了非线性滤波在相对轨道自主确定中发展历程和容错UKF的原理、滤波算法和计算流程。根据测量设备出现连续成片野值时残差序列服从以野值为均值的正态分布这一特性,提出了基于残差正交性进行野值检测的思路,通过加权一个以残差方差的迹为参数的活化函数,构造在线修正的UKF容错滤波器,抑制野值对新息序列正交性的影响。在STK软件设定两颗卫星的轨道根数,生成相对运动的位置和速度,通过坐标变换,加入正态分布的误差和连续野值,构造卫星间距离、仰角和方位角测量值。根据C-W相对运动方程和空间几何建立状态方程和测量方程,编制基于残差正交性检测的容错UKF滤波器的相对轨道确定程序。通过仿真计算,评估了连续野值对常规UKF和容错UKF轨道确定算法的影响,证实了容错UKF算法可以完成对连续野值的检测及在线修正功能,有较强的鲁棒性和稳定性,可以应用于工程实践。 展开更多

关键词 非线性滤波 相对轨道确定 编队飞行卫星

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星载GPS载波相位相对定轨方法研究

9

作者 胡国荣 欧吉坤 崔伟宏 《遥感学报》 EI CSCD 2000年第4期311-315,共5页

GPS被越来越多地装载在用于遥感、气象和海洋测高等应用的低轨卫星上进行精密定轨 ,低轨卫星星载GPS精密定轨的基本观测量为载波相位观测值 ,针对低轨卫星星载GPS的特点 ,给出了一种适合于星载GPS载波相位相对定轨的模糊度解算方法 ,及... GPS被越来越多地装载在用于遥感、气象和海洋测高等应用的低轨卫星上进行精密定轨 ,低轨卫星星载GPS精密定轨的基本观测量为载波相位观测值 ,针对低轨卫星星载GPS的特点 ,给出了一种适合于星载GPS载波相位相对定轨的模糊度解算方法 ,及模糊度解算准确程度的检验方法。该方法应用于TOPEX/PO SEIDON卫星星载GPS实测数据 。 展开更多

关键词 相对定轨 Sigma方法 模糊度 载波相位 星载GPS

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卫星编队相对轨道的分布式估计方法 被引量：2

10

作者 雪丹 曹喜滨 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1003-1007,共5页

研究了卫星编队的相对轨道自主确定问题,选择“无线电+激光”的测量方案,为减轻多星编队星间通信量和星上计算量的负担,将状态估计器设计为分布式构型,并利用分布式Schm idt-Kalman滤波算法对编队的相对轨道状态进行估计。仿真结果验证... 研究了卫星编队的相对轨道自主确定问题,选择“无线电+激光”的测量方案,为减轻多星编队星间通信量和星上计算量的负担,将状态估计器设计为分布式构型,并利用分布式Schm idt-Kalman滤波算法对编队的相对轨道状态进行估计。仿真结果验证了该导航方案和算法的有效性。 展开更多

关键词 飞行器控制、导航技术 卫星编队 分布式构型 施密特卡尔曼滤波器 相对轨道确定

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基于EKF容错滤波方法的编队卫星相对轨道自主确定 被引量：1

11

作者 李文博 赵阳 《上海航天》 2009年第6期17-21,共5页

为避免因卫星测量野值导致的相对轨道估计与滤波精度下降,提出了一种基于残差正交性的扩展Kalman滤波(EKF)容错滤波算法的编队卫星相对轨道确定方法。根据卫星相对运动与相对位置量测方程,用残差序列方差的迹实现对野值的剔除及在线修正... 为避免因卫星测量野值导致的相对轨道估计与滤波精度下降,提出了一种基于残差正交性的扩展Kalman滤波(EKF)容错滤波算法的编队卫星相对轨道确定方法。根据卫星相对运动与相对位置量测方程,用残差序列方差的迹实现对野值的剔除及在线修正,保证滤波器有较强的鲁棒性、稳定性和精度。仿真结果表明:该法简单、有效,有较高的理论和工程应用价值。 展开更多

关键词 编队卫星 扩展Kalman滤波 容错滤波 野值 相对轨道确定

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面向空间目标相对轨道确定的编队优化方法 被引量：1

12

作者 李佳兴 袁利 +2 位作者 张聪 张斯航 孙栋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1511-1521,共11页

针对提高空间目标相对轨道确定精度的问题,研究了在主航天器轨道运动受限时,通过设计和优化辅航天器相对轨道要素的航天器编队优化方法。首先,介绍了基于扩展卡尔曼滤波的双视线测量相对轨道确定方法;之后,通过研究双视线测量下的空间... 针对提高空间目标相对轨道确定精度的问题,研究了在主航天器轨道运动受限时,通过设计和优化辅航天器相对轨道要素的航天器编队优化方法。首先,介绍了基于扩展卡尔曼滤波的双视线测量相对轨道确定方法;之后,通过研究双视线测量下的空间目标定位误差变化规律,得到了减小定位误差的角度条件;然后,通过分析该角度条件和辅航天器相对轨道要素的关系,设计并采用遗传算法优化了辅航天器相对轨道;最后,数学仿真结果表明,设计的编队可保证目标相对位置估计误差收敛,优化后的编队可使目标相对位置估计误差减小至0.3 km且不超过1.2 km。 展开更多

关键词 相对轨道确定 航天器编队优化 遗传算法 扩展卡尔曼滤波

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基于两步估计的空间非合作目标相对轨道确定方法研究 被引量：1

13

作者 车汝才 《航天控制》 CSCD 北大核心 2014年第3期38-43,50,共7页

研究运行于椭圆轨道的卫星相对轨道确定问题,适用于配置有非合作测量敏感器的卫星。首先给出了以相对运动状态描述的椭圆轨道相对运动方程(T-H方程),并给出了解析解;其次根据星间测量几何关系对应的测量方程,提出一种新的基于两步估计... 研究运行于椭圆轨道的卫星相对轨道确定问题,适用于配置有非合作测量敏感器的卫星。首先给出了以相对运动状态描述的椭圆轨道相对运动方程(T-H方程),并给出了解析解;其次根据星间测量几何关系对应的测量方程,提出一种新的基于两步估计的相对轨道确定方法;最后通过数学仿真对算法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 两步估计 非合作目标 相对轨道确定 椭圆轨道 卫星

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卫星质心测量误差对编队卫星基线的影响

14

作者 秦显平 《导航定位学报》 2015年第3期56-58,94,共4页

针对卫星质心测量误差影响编队卫星基线的问题,首先从编队卫星相对定轨的原理出发,分析了卫星质心误差的影响,然后考虑到编队卫星有效基线通常为载荷天线之间的基线,提出了天线基线与质心基线的定义。采用2015-12-08两颗编队卫星的实测... 针对卫星质心测量误差影响编队卫星基线的问题,首先从编队卫星相对定轨的原理出发,分析了卫星质心误差的影响,然后考虑到编队卫星有效基线通常为载荷天线之间的基线,提出了天线基线与质心基线的定义。采用2015-12-08两颗编队卫星的实测数据,计算分析了卫星质心测量误差对质心基线和天线基线的影响,结果表明:卫星质心测量误差对质心基线的影响明显大于对天线基线的影响;卫星质心测量误差对天线基线的影响约为质心测量误差的10%。 展开更多

关键词 编队卫星 基线测量 卫星质心 相对定轨

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编队飞行卫星高精度自主相对定轨研究

15

作者 宋琛 韩潮 《测控技术》 CSCD 2008年第9期89-91,共3页

设计了一种应用于卫星编队的自主相对轨道确定方案,不同于目前广泛采用的C-W方程,采用了包含摄动影响的相对运动方程的解析表达式描述编队飞行。利用星间距离信息和方位信息作为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器实现环绕卫星相对轨道的自主... 设计了一种应用于卫星编队的自主相对轨道确定方案,不同于目前广泛采用的C-W方程,采用了包含摄动影响的相对运动方程的解析表达式描述编队飞行。利用星间距离信息和方位信息作为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器实现环绕卫星相对轨道的自主确定,仿真结果表明定轨精度比采用C-W方程提高一个数量级,验证了这种导航方案的有效性。 展开更多

关键词 卫星编队 相对运动方程 摄动 自主定轨 扩展卡尔曼滤波

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基于最小二乘的编队飞行卫星相对轨道确定

16

作者 李晓明 曾国强 +1 位作者 姚红 王黎沁 《装备指挥技术学院学报》 2009年第4期65-68,共4页

针对2颗星编队飞行的情况，描述了卫星近距离运动的Hill方程，利用星上激光仪器设定了星问测量位置矢量进而确定观测方程，设计了最小二乘滤波器来实现相对轨道的确定。结合空间圆编队构形进行了分析和仿真，结果表明最小二乘估计能够... 针对2颗星编队飞行的情况，描述了卫星近距离运动的Hill方程，利用星上激光仪器设定了星问测量位置矢量进而确定观测方程，设计了最小二乘滤波器来实现相对轨道的确定。结合空间圆编队构形进行了分析和仿真，结果表明最小二乘估计能够有效提高相对位置确定精度，并给出相对速度的高精度估计。 展开更多

关键词 编队飞行 相对轨道确定 最小二乘估计

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地球J_2摄动下卫星编队飞行自主相对定轨研究

17

作者 宋琛 韩潮 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第3期66-68,120,共4页

卫星编队飞行自主相对定轨作为实现编队队形保持和控制的前提,是编队任务必须解决的关键技术之一。设计了一种应用于卫星编队的自主相对轨道确定方案,不同于目前广泛采用的C-W方程,采用了包含摄动影响的相对运动方程的解析表达式描述编... 卫星编队飞行自主相对定轨作为实现编队队形保持和控制的前提,是编队任务必须解决的关键技术之一。设计了一种应用于卫星编队的自主相对轨道确定方案,不同于目前广泛采用的C-W方程,采用了包含摄动影响的相对运动方程的解析表达式描述编队飞行,使得模型的精度有了很大提高。利用星间距离信息和方位信息作为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器实现环绕星相对轨道的自主确定,仿真结果表明使用本方案得到的定轨精度比采用C-W方程提高一个数量级,验证了这种导航方案的有效性,为实现编队飞行卫星高精度自主相对定轨提供了一个有效的方案。 展开更多

关键词 卫星编队 相对运动方程 摄动 自主定轨 扩展卡尔曼滤波

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编队卫星短弧段相对轨道确定方法研究

18

作者 李晓明 曾国强 姚红 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第5期48-51,57,共5页

针对2颗星编队飞行的情况,描述了相对运动的3种动力学模型,利用GPS测量得到的相对位置矢量,选择了非线性最小二乘估计方法来实现相对轨道确定。结合空间圆编队构形进行了分析和仿真,结果表明该方法能得到高精度的相对状态信息,相对动力... 针对2颗星编队飞行的情况,描述了相对运动的3种动力学模型,利用GPS测量得到的相对位置矢量,选择了非线性最小二乘估计方法来实现相对轨道确定。结合空间圆编队构形进行了分析和仿真,结果表明该方法能得到高精度的相对状态信息,相对动力学模型越精确,相对状态信息精度越高。 展开更多

关键词 编队卫星 相对轨道确定 动力学模型 短弧段 非线性最小二乘估计

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一种辅助轨道确定的相对干涉测量方法研究

19

作者 路伟涛 谢剑锋 +2 位作者 陈略 韩松涛 任天鹏 《航天控制》 CSCD 北大核心 2019年第4期35-40,共6页

在嫦娥四号中继星任务期间某次干涉测量标校射电源观测无效、微卫星轨控后预报星历无法提供精确时延模型的背景下,提出了一种为微卫星轨控后轨道确定提供辅助约束测量信息的方法。该方法通过迭代相关处理修正时延模型,解决了轨控后微卫... 在嫦娥四号中继星任务期间某次干涉测量标校射电源观测无效、微卫星轨控后预报星历无法提供精确时延模型的背景下,提出了一种为微卫星轨控后轨道确定提供辅助约束测量信息的方法。该方法通过迭代相关处理修正时延模型,解决了轨控后微卫星预报星历不准的难题;利用中继星观测估计系统时延并修正微卫星干涉测量观测量,得到了实时条件下微卫星干涉测量观测信息,与事后相关处理结果的偏差约为4.2ns(约1.2m)。进一步分析了相对干涉测量中的误差因素,结果表明相对干涉测量的随机误差约2ns,与事后相关处理精度相当。最后,给出了应用于辅助探测器轨道确定的相对干涉测量数据处理方案,为后续相关背景下的干涉测量提供参考。 展开更多

关键词 嫦娥四号中继星 嫦娥四号微卫星 相对干涉测量 轨道确定 时延模型修正

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基于星间距离测量的静止卫星相对自主定轨方法研究

20

作者 丁宏毅 柳其许 李献球 《遥测遥控》 2009年第4期27-31,共5页

地球静止卫星之间的位置保持与控制对于提高通信容量、有效利用空间频谱具有重要意义。从星间相对运动的角度,研究以星间距离为观测量实现静止卫星的相对自主定轨,给出了系统的可观测性条件,并进一步对定轨性能进行了数值分析。

关键词 静止卫星群 相对定轨 星间距离

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