一种低轨卫星定轨方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种低轨卫星定轨方法及装置，首先接收导航卫星发送的广播星历，根据广播星历计算获得导航卫星的轨道以及钟差。然后，接收地面系统发送的定位信息的修正信息，以对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息。再采用修正后的定位信息以及观测数据对低轨卫星进行定轨。即，本申请实施例引入定位信息的修正信息，利用准确的修正后的定位信息对低轨卫星进行定轨，从而提高低轨卫星的定轨精度。

A Method, Device and System for Orbit Determination of LEO Satellite

【技术实现步骤摘要】
一种低轨卫星定轨方法、装置及系统
本申请涉及卫星通信
，具体涉及一种低轨卫星定轨方法、装置及系统。
技术介绍
随着全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)技术的不断发展，其全球性、高精度以及低成本等特点，使得GNSS测量技术逐渐成为低轨卫星定位的主要技术手段。低轨卫星搭载GNSS接收机，以实时获取GNSS观测数据和GNSS卫星发送的广播星历，其中，GNSS观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值。在实际定轨时，先利用广播星历确定导航卫星的位置和钟差，再根据导航卫星的位置、钟差以及观测数据确定低轨卫星的位置。然而，由于广播星历自身均存在误差，低轨卫星在利用广播星历和观测数据进行定轨时，会导致定轨精度仅能达到0.3-0.5米。伴随着各类领域的不断发展，对低轨卫星定轨的要求更高，通常达到厘米级。显然，现有的卫星定轨方法难以满足行业发展需求。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供一种卫星定轨方法、装置及系统，以提升卫星定轨精度。为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：本申请实施例第一方面，提供了一种低轨卫星定轨方法，所述方法应用于所述低轨卫星，所述方法包括：获取导航卫星的广播星历和观测数据；根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面系统获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。在一种可能的实现方式中，所述修正信息是由所述地面系统根据地面系统的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。在一种可能的实现方式中，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。在一种可能的实现方式中，所述轨道改正数是由所述地面系统根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面系统根据地面系统的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；所述导航卫星的轨道是由所述地面系统根据所述广播星历获得的；所述钟差改正数是由所述地面系统根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面系统根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；所述导航卫星的钟差是由所述地面系统根据所述广播星历获得的。在一种可能的实现方式中，所述采用所述修正后的轨道和所述修正后的钟差以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨，包括：根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨道。在一种可能的实现方式中，所述基于地面系统获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：判断所述定位信息以及所述修正信息的时间信息是否匹配；如果匹配，对所述定位信息进行修正。在一种可能的实现方式中，所述在对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：根据所述地面系统获取并发送来的完好性信息，判断所述修正信息是否可用；所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记；如果是，则对所述定位信息进行修正。本申请实施例第二方面，提供了一种低轨卫星定轨方法，所述方法应用于地面系统，所述方法包括：获取导航卫星的观测数据和广播星历；根据地面系统的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息；所述修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息；所述修正后的定位信息以及所述低轨卫星获得的所述导航卫星的观测数据用于所述低轨卫星进行实时定轨。在一种可能的实现方式中，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。在一种可能的实现方式中，所述根据地面系统的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息，包括：根据地面系统的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道；根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道；根据所述实时精密轨道和所述导航卫星的轨道，获得所述导航卫星的轨道改正数；根据所述观测数据和所述实时精密轨道，获得所述导航卫星的实时精密钟差；根据所述广播星历获得述导航卫星的钟差；根据所述实时精密钟差和所述导航卫星的钟差，获得所述导航卫星的钟差改正数。在一种可能的实现方式中，所述根据地面系统的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道，包括：根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道，以确定为所述导航卫星轨道的初值；根据所述地面系统的位置、所述观测数据对所述导航卫星轨道的初值进行修正，将修正后的所述导航卫星轨道确定为所述导航卫星的实时精密轨道。在一种可能的实现方式中，所述定位信息是由所述低轨卫星根据获取的所述导航卫星的广播星历获得的。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述修正信息获得完好性信息，所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记。本申请实施例第三方面，提供了一种低轨卫星定轨系统，所述系统包括：地面系统、低轨卫星；所述地面系统，用于执行第一方面所述的方法；所述低轨卫星，用于执行第二方面所述的方法。本申请实施例第四方面，提供了一种低轨卫星定轨装置，所述装置应用于所述低轨卫星，所述装置包括：第一获取单元，用于获取导航卫星的广播星历和观测数据；修正单元，用于根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面系统获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；第一计算单元，用于采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。在一种可能的实现方式中，所述修正信息是由所述地面系统根据地面系统的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。在一种可能的实现方式中，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。在一种可能的实现方式中，所述轨道改正数是由所述地面系统根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面系统根据地面系统的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；所述导航卫星的轨道是由所述地面系统根据所述广播星历获得的；所述钟差改正数是由所述地面系统根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面系统根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；所述导航卫星的钟差是由所述地面系统根据所述广播星历获得的。在一种可能的实现方式中，所述第一计算单元，包括：第一获取子单元，用于根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；第一计算子单元，用于计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；第一确定子单元，用于当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低轨卫星定轨方法，其特征在于，所述方法应用于所述低轨卫星，所述方法包括：获取导航卫星的广播星历和观测数据；根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面系统获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星定轨方法，其特征在于，所述方法应用于所述低轨卫星，所述方法包括：获取导航卫星的广播星历和观测数据；根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面系统获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修正信息是由所述地面系统根据地面系统的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轨道改正数是由所述地面系统根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面系统根据地面系统的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；所述导航卫星的轨道是由所述地面系统根据所述广播星历获得的；所述钟差改正数是由所述地面系统根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面系统根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；所述导航卫星的钟差是由所述地面系统根据所述广播星历获得的。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用所述修正后的轨道和所述修正后的钟差以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨，包括：根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨道。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于地面系统获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：判断所述定位信息以及所述修正信息的时间信息是否匹配；如果匹配，对所述定位信息进行修正。7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述在对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：根据所述地面系统获取并发送来的完好性信息，判断所述修正信息是否可用；所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记；如果是，则对所述定位信息进行修正。8.一种低轨卫星定轨方法，其特征在于，所述方法应用于地面系统，所述方法包括：获取导航卫星的观测数据和广播星历；根据地面系统的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息；所述修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息；所述修正后的定位信息以及所述低轨卫星获得的所述导航卫星的观测数据用于所述低轨卫星进行实时定轨。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据地面系统的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息，包括：根据地面系统的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道；根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道；根据所述实时精密轨道和所述导航卫星的轨道，获得所述导航卫星的轨道改正数；根据所述观测数据和所述实时精密轨道，获得所述导航卫星的实时精密钟差；根据所述广播星历获得述导航卫星的钟差；根据所述实时精密钟差和所述导航卫星的钟差，获得所述导航卫星的钟差改正数。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据地面系统的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道，包括：根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道，以确定为所述导航卫星轨道的初值；根据所述地面系统的位置、所述观测数据对所述导航卫星轨道的初值进行修正，将修正后的所述导航卫星轨道确定为所述导航卫星的实时精密轨道。12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述定位信息是由所述低轨卫星根据获取的所述导航卫星的广播星历获得的。13.根据权利要求8-12任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述修正信息获得完好性信息，所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记。14.一种低轨卫星定轨系统，其特征在于，所述系统包括：地面系统、低轨卫星；所述地面系统，用于执行权利要求8-13任一项所述方法；所述低轨卫星，用于执行权利要求1-7任一项所述方法。15.一种低轨卫星定轨装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，
申请(专利权)人：北京合众思壮科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11