编队卫星的状态测量方法综述及可行的高精度星间基线测量方案研究

基线高精度测量是编队卫星应用需要解决的关键技术之一。针对这个问题,文章从3个方面进行了阐述。首先,综述目前国内外常用的编队卫星状态测量手段,然后在前面分析的基础上,结合编队卫星基线的表示方法和卫星编队飞行的特点,提出了2种可行的基线激光测量方案,并对它们各自的测量精度进行了简单地分析。从分析的结果来看,这2种方法均能实现高精度的基线测量。

星间相对测量在三星编队中的应用

以NASA新千年计划中的深空计划3为背景,使用星载类GPS的伪距和载波观测数据,研究利用编队卫星间相对测量,高精度自主确定三星编队星座相对状态的有关问题;研究星间相对测量各种可能的测量方案和可能达到的精度,验证这种星间相对测量技术是否能够满足深空计划3的系统要求。首先建立了三星编队星间相对测量系统的数学模型,然后利用星载高精度伪距和载波观测信息,对各种可能的测量方案进行仿真协方差分析;研究利用卫星姿态机动提供的几何信息,进行单差整周模糊度初始化的问题,讨论了卫星姿态机动方案;最后针对每一种测量方案给出了仿真结果和相关的结论。

编队卫星空间状态与星间基线的建模与分析

针对编队卫星任务中起重要作用的星间基线指标,在考虑精度需求的基础上对用于确定星间基线的空间状态量进行了选择,建立了空间状态量与星间基线的关联数学模型,提供了误差分析方法,仿真给出了一定场景设置下的精度影响因子等指标以定量刻画二者之间的误差传播关系。基线长度仅与编队卫星的相对空间状态有关,而基线姿态角还与主星的绝对姿态有关;且由卫星空间状态得到星间基线的过程中误差放大。

基于GPS测量的编队飞行的主星轨道对星间基线确定的影响

针对编队飞行系统中的高精度星间基线确定问题,对编队主星轨道状态与星间基线进行了关联建模。基于GPS测量的相对导航模型解和测量基线与工作基线之间的坐标转换,建立了相应模型并分别给出了误差传播关系,讨论了主星状态对星间基线确定的影响。该影响的规律和大小与多方面因素有关,其中小卫星编队与GPS星座之间的观测几何特别是编队宽度是主导因素,在宽编队情形下,为得到高精度星间基线,对于主星轨道状态的精度要求较高。

编队卫星空间状态参数估计量对ATI测速精度影响

基于对影响沿航向干涉(ATI)测速精度的特征量分析,建立了卫星空间状态参数估计量与ATI测速精度特征量,特征量与测速的关联数学模型。仿真给出了不同场景设置下的特征量精度、误差传播矩阵和测量误差传递关系的精度影响因子,以及最终空间状态参数估计量对测速精度的影响。

编队卫星星间相对状态测量的国外研究现状

空间状态测量是编队卫星应用需要解决的关键问题之一.针对国外几种典型的编队卫星星间状态测量方案，详细地分析了它们的设计特点、测量原理及测量精度，最后得出2个结论，对编队卫星的状态测量具有非常重要的参考价值.

星间相对状态测量方法综述

空间状态测量是编队卫星应用需要解决的关键技术之一。通过介绍星间相对状态测量的应用背景及国外研究与应用情况,分析了3种主要的测量方法:GNSS相对定位法、微波相对定位法和光电测量法。针对这3种测量方法提出了有关技术的主要研究方向,通过对这3种方法进行综合比较,提出了针对现状的星间相对状态测量初步想法。

编队小卫星星间基线估计算法研究

Hill方程假设卫星轨道是小偏心率和无摄动的，实际应用时难以获得高精度的星间基线估计。本文提出了一种基于主星位置展开的扩展Kalman滤波算法，该算法采用含摄动的卫星运动模型,综合利用星间无线电和红外仪器的原始量测，实现了小卫星星间基线的融合估计，提高了估计精度。仿真实验针对J2摄动模型验证了算法的可行性和有效性。

编队卫星相对状态测量仿真系统设计与实现

编队卫星相对状态测量仿真系统开发需要大量的人力、物力、财力,而一般院校的科研人员又没有过多的时间和精力花费在仿真系统开发上,针对此问题,给出一个编队卫星相对状态测量仿真系统的设计方案,并用C#和STK/X进行开发。最后以双星编队相对状态测量为例进行演示,对院校科研人员利用仿真方法验证研究的编队卫星相对状态测量问题具有一定的参考作用。

天绘二号卫星关键技术

天绘二号卫星是我国第1个InSAR测绘卫星,也是第1个近距离编队卫星系统,它由两颗合成孔径雷达卫星组成,采用异轨道面卫星编队、一发双收雷达收发模式的技术体制,利用卫星编队形成干涉所需的基线,可以快速测制全球1∶5万比例尺数字表面模型和雷达正射影像。本文在介绍了InSAR测量原理基础上,阐述了天绘二号卫星技术体制;在该体制下,为了确保系统性能及产品精度,需要解决卫星编队、双星协同工作、高精度内定标、基线确定、高精度基线测量、高精度基线定标、高保相成像及利用双频解算干涉相位绝对模糊数等关键技术,文中对这些关键技术进行了分析研究,并提出了解决途径。在天绘二号卫星研制期间,利用仿真数据和半实物仿真试验对关键技术解决途径的可行性进行了验证;卫星发射上天后,在轨测试结果表明,系统运行状态良好,主要性能指标优于设计指标,由此进一步验证了关键技术解决途径的可行性和方法的正确性。

我国空间大地测量技术的发展与展望

我国科研工作者在大地测量方面取得了不菲的成绩。以我国近些年在大地测量方面取得的成果为依据,介绍了大地测量的坐标系统的建立、全球定位系统的发展及其他空间测量技术的发展与前景展望。希望能为读者提供些文章参考。