【摘 要】
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导航星座进行自主定轨时,根据简化动力学模型,仅利用星间的相对观测,会导致定轨结果中包含星座整体旋转误差。由于整体旋转误差的存在,加之自主定轨结果缺乏外部比较的基准,使得利
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导航星座进行自主定轨时,根据简化动力学模型,仅利用星间的相对观测,会导致定轨结果中包含星座整体旋转误差。由于整体旋转误差的存在,加之自主定轨结果缺乏外部比较的基准,使得利用常规的方法无法对自主定轨结果进行评估。针对上述问题,本文提出利用bayes方法对自主定轨结果进行评估。 为验证定轨过程中不同类型的误差对自主定轨的影响,本文对自主定轨过程进行了仿真,并设计了两个仿真实验。卫星受力因素中的太阳光压是最大的非重力场因素,其建模是相当困难的。目前已有几种光压模型,本文对其中的球模型和bern模型的精度进行了仿真分析,仿真中观测值未加入误差;观测值中不同性质的误差对定轨结果的影响不同,本文针对观测值中的系统误差和随机误差对定轨结果的影响展开了实验,仿真实验中不包含动力学模型误差。实验结果表明,球模型的定轨结果精度明显低于bern模型,但使用球模型,不会加快定轨发散的速率;观测误差中的固定误差会导致定轨过程的发散,但随机误差不会。 为对自主定轨结果进行有效评估,本文提出利用bayes理论对自主定轨误差进行评估。该评估方案提出:首先考虑各项误差对自主定轨的影响,统计定轨误差的先验特性,以提供先验位置基准;然后卡尔曼滤波中定轨协方差的迹作为定轨误差的表征量,以解决自主定轨过程中对定轨误差没有直接观测信息的问题;最后,先验信息结合观测信息,从而得到关于定轨误差的新的认识,并以此来对定轨结果进行评估,并将评估值与实际值相比较,以验证该方法是否可行。 为验证本文bayes评估方法的可行性,本文以walker星座为例,对自主定轨过程进行了仿真,获取了自主定轨的URE(user range error的简称)。仿真结果表明,对单颗卫星,在24天内,由本文方法得到的URE与其真值相比,估计误差不超过±0.5米,验证了该方法的可行性,其评估结果可以为星上自主运行软件的自主完好性监测提供支持。
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