一种重力卫星星间指向的在轨定标方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种重力卫星星间指向的在轨定标方法及系统，具体涉及地球物理测量技术领域。所述方法包括：根据KBR测距数据得到双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值；将观测数据带入星间测距理论模型得到双星的星间测距；计算双星的星间测距的残差；将双星间的星间测距、残差、双星的KBR测距数据和双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值代入观测方程进行求解得到双星的角度变化量；根据双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值和角度变化量完成重力卫星星间指向的在轨定标。本发明专利技术可对卫星实际在轨的双星指向变化进行标定，提高定标结果的准确度。提高定标结果的准确度。提高定标结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种重力卫星星间指向的在轨定标方法及系统


[0001]本专利技术涉及地球物理测量
，特别是涉及一种重力卫星星间指向的在轨定标方法及系统。

技术介绍

[0002]重力卫星的星间指向标定是为检核双星之间的对准情况，定义为卫星质心到天线相位中心矢量相对于视线连线方向的夹角，即
[0003][0004]其中，R
SF
→
IRF
为卫星参考坐标系到惯性系的转动矩阵，图1为卫星参考系(SF)，图2为天线相位中心参考坐标系(KF)和视线参考坐标系(LOS)。KF：其坐标原点位于卫星质心，x轴方向定义为从卫星质心指向天线相位中心，z轴方向定义为沿卫星飞行方向垂直向下，y轴方向通过右手定则确定。
[0005]LOS：其坐标原点位于卫星质心，x轴方向为两个卫星质心视线方向的连线，z轴方向指向地心，y轴方向根据右手定则确定。
[0006]视线参考坐标系定义为：
[0007][0008][0009][0010]其中，上面式子中j＝1,2，表示卫星j，分别是卫星1和卫星2质心位置矢量，表示卫星j(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重力卫星星间指向的在轨定标方法，其特征在于，包括：获取多个时刻下的观测数据；所述观测数据包括卫星的角度、精密定轨数据和双星的KBR测距数据；所述卫星的角度根据机动方案确定；所述角度为横滚角或者俯仰角；对于任意一个时刻，根据所述时刻下的KBR测距数据得到所述时刻下的双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值；根据所述时刻下的观测数据构建星间测距理论模型；根据所述星间测距理论模型计算所述时刻下的双星的星间测距的残差；将所有时刻下的所述双星间的星间测距、所述残差、所述双星的KBR测距数据和所述双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值代入观测方程，采用带权最小二乘估计进行求解得到双星的角度变化量；所述角度变化量为横滚角变化量或者俯仰角变化量。2.根据权利要求1所述的一种重力卫星星间指向的在轨定标方法，其特征在于，所述获取多个时刻下的观测数据，具体包括：当所述机动方案为使双星中的第一个卫星在偏航方向上运行时，则获取多个时刻下的所述精密定轨数据、所述双星的KBR测距数据和所述第一个卫星的横滚角；当所述机动方案为使双星中的第一个卫星在俯仰方向上运行时，则获取多个时刻下的所述精密定轨数据、所述双星的KBR测距数据和所述第一个卫星的俯仰角；当所述机动方案为使双星中的第二个卫星在偏航方向上运行时，则获取多个时刻下的所述精密定轨数据、所述双星的KBR测距数据和所述第二个卫星的横滚角；当所述机动方案为使双星中的第二个卫星在俯仰方向上运行时，则获取多个时刻下的所述精密定轨数据、所述双星的KBR测距数据和所述第二个卫星的俯仰角。3.根据权利要求1所述的一种重力卫星星间指向的在轨定标方法，其特征在于，所述根据所述时刻下的KBR测距数据得到所述时刻下的双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值，具体包括：计算所述双星中第一个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值的参考值与所述第一个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值的变化量之和得到第一个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值；计算所述双星中第二个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值的参考值与所述第二个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值的变化量之和得到第二个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值。4.根据权利要求2所述的一种重力卫星星间指向的在轨定标方法，其特征在于，所述星间测距理论模型具体为：当所述机动方案为使双星中的第一个卫星在偏航方向上运行时，则所述星间测距理论模型为其中，L
12
为双星间的星间测距，r
12
为精密定轨数据，d
pc20
为所述第二个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值的参考值，d
pc10
为所述第一个卫星的质心到天线相位中心矢量的模值的参考值，φ1为所述第一个卫星的横滚角；当所述机动方案为使双星中的第一个卫星在俯仰方向上运行时，则所述星间测距理论
模型为其中，θ1为第一个卫星的俯仰角；当所述机动方案为使双星中的第二个卫星在偏航方向上运行时，则所述星间测距理论模型为其中，φ2为第二个卫星的横滚角；当所述机动方案为使双星中的第二个卫星在俯仰方向上运行时，则所述星间测距理论模型为其中θ2为第二个卫星的俯仰角。5.根据权利要求2所述的一种重力卫星星间指向的在轨定标方法，其特征在于，所述将所有时刻下的所述双星间的星间测距、所述残差、所述双星的KBR测距数据和所述双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值代入观测方程，采用带权最小二乘估计进行求解得到双星的角度变化量，具体包括：当所述机动方案为使双星中的第一个卫星在偏航方向上运行时，则将所有时刻下的所述双星间的星间测距、所述残差、所述双星的KBR测距数据和所述双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值代入观测方程，采用带权最小二乘估计进行求解得到双星的横滚角变化量；当所述机动方案为使双星中的第一个卫星在俯仰方向上运行时，则将所有时刻下的所述双星间的星间测距、所述残差、所述双星的KBR测距数据和所述双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值代入观测方程，采用带权最小二乘估计进行求解得到双星的俯仰角变化量；当所述机动方案为使双星中的第二个卫星在偏航方向上运行时，则将所有时刻下的所述双星间的星间测距、所述残差、所述双星的KBR测距数据和所述双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值代入观测方程，采用带权最小二乘估计进行求解得到双星的横滚角变化量；当所述机动方案为使双星中的第二个卫星在俯仰方向上运行时，则将所有时刻下的所述双星间的星间测距、所述残差、所述双星的KBR测距数据和所述双星中各卫星的质心到天线相位中心矢量的模值代入观测方程，采用带权最小二乘估计进行求解得到双星的俯仰角变化量。6.一种重力卫星星间指向的在轨定标系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖云，孙广，翟伟，潘宗鹏，刘晓刚，
申请(专利权)人：西安航天天绘数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：