星载GNSS编队卫星自适应相对定轨理论与算法研究

项目名称： 星载GNSS编队卫星自适应相对定轨理论与算法研究

项目编号： No.41274040

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 秦显平

作者单位： 西安测绘研究所

项目金额： 65万元

中文摘要： 卫星编队飞行被认为是未来小卫星应用模式的发展方向，其相对定轨技术是实现编队卫星功能的关键技术之一，实时的相对轨道信息是编队飞行控制所必需的，而一些科学应用，如分布式合成孔径雷达，则需要高精度的事后相对轨道信息。因此，星载GNSS编队卫星相对定轨技术成为国内外的研究热点。本项目以两颗GRACE卫星实测数据为对象，侧重于星载GNSS编队卫星自适应相对定轨算法研究。研究系统误差识别与补偿及异常误差探测与控制方法，改善相对定轨结果的稳健性；研究相对动力学模型优化方法和噪声补偿算法，优化观测函数模型及随机模型，建立适合星载GNSS编队卫星自适应相对定轨的数学模型；采用自适应抗差滤波，建立适合实时和事后相对定轨的自适应算法，并研制出相应的软件系统，实现厘米级的实时相对定轨和毫米级的事后相对定轨计算能力。本项目的研究结果可以应用于我国空间交会对接以及卫星摄影测量等编队卫星任务。

中文关键词： 编队卫星；相对定轨；自适应滤波；；

英文摘要： Satellites formation flying is considered as the direction of small satellite application. The relative orbit determination is one of the key technology to realize satellites formation flying mission. Knowledge of these relative orbit in real-time is important for operational aspects. In addition, some of the scientific applications, such as the distributed synthetic aperture radar, require an accurate post-facto knowledge of relative orbit. The technology of GNSS based relative orbit determination for the formation flying satellites has been a key concern inside and abroad. The research will take two GRACE satellite observation as object, and emphasize particularly on the algorithms of adaptive relative orbit determination for formation flying satellites using GNSS. To improve the reliability of relative orbit , the method of systematic error identification and compensation will be researched, and the method of outlier detection and control will be researched. The method of relative force model optimization and noise compensation will be researched. The functional model and stochastic model of observation will be optimized. The mathematics model of adaptive relative orbit determination for formation flying satellites using GNSS will be established. The arithmetic of adaptive relative orbit determination for rea

英文关键词： formation flying satellite；relative orbit determination；adaptive filtering；；