基于扩展卡尔曼滤波的SAR卫星自主定轨方法，属于卫星自主定轨技术领域。现有卫星自主定轨技术主要采用GPS，由于GPS是一种半自主定轨方式，因此存在自主性和实时性差的问题。本发明专利技术中的定轨方法就可以解决这些问题。本发明专利技术的方法是：步骤一：建立基于轨道动力学的卫星运动方程，进而得到状态方程；步骤二：建立以SAR到地面标识点之间的距离和SAR与地面标识点之间的多普勒频移为观测量的观测方程；步骤三：建立扩展卡尔曼滤波的递推方程；步骤四：得到卫星的状态信息，即得到卫星位置和速度矢量。本发明专利技术的方法提高了卫星的定轨精度，具有自主性和实时性的特点，能够实现低轨卫星的高精度实时自主定轨。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种SAR卫星自主定轨方法，属于卫星自主定轨
技术介绍
卫星的自主定轨是指不依赖地面系统的支持下，利用卫星自带的测量元件来确定卫星在惯性空间中的位置和速度，实现自主定轨。对于卫星来说，自主定轨有利于降低卫星对地面的依赖程度，尤其是在战争状态下，在地面系统遭受破坏时，仍能保持正常运行，这对军用卫星来讲，尤为重要；另外，自主定轨还可以减轻地面系统的负担，降低地面支持成本。现有卫星自主定轨技术主要采用GPS，但是GPS严格来讲不是一种完全自主的定轨方式，它在地面有控制站点，工作人员通过这些控制站点对GPS星的轨道、时间等数据进行更新，它是一种半自主定轨方式，因此存在自主性和实时性差问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于扩展卡尔曼滤波的SAR卫星自主定轨方法，现有卫星自主定轨技术主要采用GPS，由于GPS是一种半自主定轨方式，因此存在自主性和实时性差的问题。本专利技术中的定轨方法就可以解决这些问题。本专利技术提出的基于扩展卡尔曼滤波的SAR卫星自主定轨方法，这种方法不需要地面测控站的支持，是一种完全自主的实时定轨方法。SAR为星载合成孔径雷达的缩写。本专利技术解决上述问题采取的技术方案是基于扩展卡尔曼滤波的SAR星自主定轨方法，所述方法包括以下步骤步骤一建立基于轨道动力学的卫星运动方程，进而得到状态方程；建立包含J2项的卫星轨道动力学方程，在J2000惯性坐标系下，卫星的轨道动力学方程为'x = F(1)写成状态方程，即权利要求1.基于扩展卡尔曼滤波的SAR卫星自主定轨方法，其特征在于所述方法包括以下步骤步骤一建立基于轨道动力学的卫星运动方程，进而得到状态方程； 建立包含J2项的卫星轨道动力学方程，在J2000惯性坐标系下，卫星的轨道动力学方程为全文摘要基于扩展卡尔曼滤波的SAR卫星自主定轨方法，属于卫星自主定轨
现有卫星自主定轨技术主要采用GPS，由于GPS是一种半自主定轨方式，因此存在自主性和实时性差的问题。本专利技术中的定轨方法就可以解决这些问题。本专利技术的方法是步骤一建立基于轨道动力学的卫星运动方程，进而得到状态方程；步骤二建立以SAR到地面标识点之间的距离和SAR与地面标识点之间的多普勒频移为观测量的观测方程；步骤三建立扩展卡尔曼滤波的递推方程；步骤四得到卫星的状态信息，即得到卫星位置和速度矢量。本专利技术的方法提高了卫星的定轨精度，具有自主性和实时性的特点，能够实现低轨卫星的高精度实时自主定轨。文档编号G01C21/24GK102305630SQ20111012768公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日专利技术者张迎春, 李晓磊, 汪瑞良 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．基于扩展卡尔曼滤波的ＳＡＲ卫星自主定轨方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：建立基于轨道动力学的卫星运动方程，进而得到状态方程；建立包含Ｊ２项的卫星轨道动力学方程，在Ｊ２０００惯性坐标系下，卫星的轨道动力学方程为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）写成状态方程，即：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｄｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｄｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｄｚ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｄｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｍｕ；（／ｍｉ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｊ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｅ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）７．５（／ｍｎ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１．５（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｄｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｍｕ；（／ｍｉ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｊ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｅ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）７．５（／ｍｎ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１．５（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张迎春，汪瑞良，李晓磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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