编队飞行卫星GPS定轨的研究

【摘要】：编队飞行卫星是目前国内外航天领域重点研究的问题之一,因其飞行轨道距离很近,轨道精度需求高,依靠传统的无线电载波测量的定轨方法,已无法满足编队飞行卫星定轨的要求。随着航天技术的发展,国内外提出了基于GPS的编队飞行卫星定轨方案。本文在研究编队飞行卫星相对运动规律的基础上,重点讨论了以典型的两颗卫星为代表的编队飞行卫星的GPS定轨问题。主要研究内容如下:1.进行了编队飞行卫星GPS定轨设计,GPS为编队飞行卫星提提供厘米级相对定位位置信息,几十纳秒级的相对时差测量精度时间信息。2.分析了基于GPS的绝对定位的误差。由分析可以得出,利用GPS定轨能够提供6cm高精度相对定轨测量精度指标,完全能够满足编队飞行卫星对相对时间精度要求。3.设计了编队飞行卫星GPS定轨算法,该方法以位置或相对位置为参数建立状态方程,并采用卡尔曼滤波算法对绝对和相对定位滤波方程进行状态估计。4.进行了卫星编队飞行GPS定轨的仿真系统设计。该仿真系统主要进行基于GPS模拟信号仿真,并将GPS仿真器输出的仿真值与理论值的比对和分析,得出误差结果。
【关键词】：卫星编队 相对运动 卡尔曼滤波 相对定位 定轨 GPS
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V412.41;P228.4