CN110011719B - 一种利用gps定轨数据的星上轨道获取控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法，具体包括：判断是否允许GPS与轨道递推数据比较；判断是否GPS数据源有效；由地面注数轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；由GPS轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；比较地面注数与GPS计算出的卫星定位信息；判断是否GPS轨道平根数数据有效；更新GPS存储数据；判断是否选择GPS存储数据为初始值；采用地面注数轨道平根数数据为初始值；采用GPS存储数据为初始值；计算当前时刻的轨道参数。此计算方法能够实现星上轨道参数的高精度实时计算，提高卫星载荷图像的定位精度，并具有对轨道递推初始值高自由度选择的特性。

Description

一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法
技术领域
本发明涉及卫星星务软件技术领域中的轨道获取控制方法，特别是有关于一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法。
背景技术
在卫星星务软件技术领域中，卫星星上轨道获取控制方法基本都是采用仅由地面注数定轨数据作为初始值的递推算法，例如地面每天上注一次轨道平根数数据，因此其轨道递推计算的精度会随着递推时长的增长而逐渐降低，其难以满足日益增加的高精度载荷图像定位的需求。
另外，GPS定轨数据虽然精度很高，但其数据的更新时长一般为1秒，而星上轨道计算的更新时长最长为0.5秒，并且在GPS接收机接收定轨数据的过程中，不可避免的可能存在短时间的GPS数据源无效情况，这主要是由GPS接收机捕捉GPS定位卫星数量偶尔不稳定造成的，因此如果仅用GPS定轨数据进行卫星轨道参数的使用，必然会面临轨道参数数据在使用时间点上不能完全覆盖问题。
综上所述，仅用地面注数定轨数据进行轨道递推或GPS定轨数据进行的单方式星上轨道参数的获取均存在不足，因此需要一种结合两种方式各自优点的高精度实时轨道获取控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法，能够实现星上轨道参数的高精度实时计算，提高卫星载荷图像的像定位数据精度，并具有对轨道递推初值高自由度选择的特性。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：根据地面可上注修改的标志判断是否允许GPS与轨道递推数据比较；
步骤S2：根据GPS接收机传送的数据有效标志判断GPS数据源是否有效；
步骤S3：由地面注数轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；
步骤S4：由GPS轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；
步骤S5：比较地面注数与GPS计算出的卫星定位信息的差别，计算出两者之间的距离；
步骤S6：判断是否GPS轨道平根数数据有效，其中，当计算出的距离小于阈值时，则GPS轨道平根数数据有效，否则无效；
步骤S7：将经判断有效的GPS轨道平根数数据更新赋值到GPS存储数据中；
步骤S8：根据地面可上注修改的标志判断是否选择GPS存储数据为初始值；
步骤S9：若不选择GPS存储数据为初始值，则采用地面注数轨道平根数作为当前时刻轨道参数递推的初始值，即将地面注数轨道平根数更新赋值到轨道递推初始值中；
步骤S10：若选择GPS存储数据为初始值，则采用有效的GPS轨道平根数作为当前时刻轨道参数递推的初始值，即将GPS存储数据更新赋值到轨道递推初始值中；
步骤S11：根据轨道递推初始值计算当前时刻的轨道平根数、瞬根数。
上述技术方案中，根据GPS数据源和地面上注轨道平根数数据所获取的卫星定位信息包括轨道平根数、瞬根数、卫星位置信息。
本发明与现有技术相比，存在以下优点：
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
第一，本发明提供的控制方法，相比于现有技术采用的只由地面注数轨道平根数数据作为初始值递推的轨道数据而言，具有将GPS定轨数据作为初始值参与进递推过程中，从而提高轨道参数递推的计算精度和卫星载荷图像的像定位数据精度的优点。
第二，本发明提供的控制方法，能够根据GPS轨道平根数数据的有效性自主并高自由度的选择轨道递推初始值，即当GPS轨道平根数数据有效时，可自主加以存储并选择其为递推初始值，当GPS轨道平根数数据无效时，可自主的选择最新有效的GPS轨道平根数数据或地面注数轨道平根数数据为递推初始值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法流程图。
图2是本发明的判断是否GPS轨道平根数数据有效流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1是本发明的一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法流程图。如图1所示，本发明的一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：根据地面可上注修改的标志判断是否允许GPS与轨道递推数据比较；
步骤S2：根据GPS接收机传送的数据有效标志判断GPS数据源是否有效；
步骤S3：由地面注数轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；
具体地，由地面注数轨道平根数数据作为初始值，递推出GPS定轨数据对应时刻的J2000地心惯性坐标系下的卫星定位信息，主要包括轨道平根数、瞬根数、卫星位置信息。
步骤S4：由GPS轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；
类似地，由GPS轨道平根数数据作为初始值，递推出GPS定轨数据对应时刻的J2000地心惯性坐标系下的卫星定位信息，主要包括轨道平根数、瞬根数、卫星位置信息。
步骤S5：比较地面注数与GPS计算出的卫星定位信息的差别，计算出两者之间的距离；
具体地，由上述地面注数轨道平根数数据和PS轨道平根数数据计算出的卫星位置信息，其中卫星位置信息是指J2000地心惯性坐标系下的三轴位置坐标，再由上述两个位置坐标计算出两者之间的相对距离。
步骤S6：判断是否GPS轨道平根数数据有效，其中，当计算出的距离小于阈值时，则GPS轨道平根数数据有效，否则无效；
具体地，图2是本发明的判断是否GPS轨道平根数数据有效流程图，其中，判断GPS轨道平根数数据是否有效地阈值定为40km。
步骤S7：将经判断有效的GPS轨道平根数数据更新赋值到GPS存储数据中；
具体的，若某一节拍GPS轨道平根数判断无效，则保持GPS存储数据不更新。
步骤S8：根据地面可上注修改的标志判断是否选择GPS存储数据为初始值；
步骤S9：若不选择GPS存储数据为初始值，则采用地面注数轨道平根数作为当前时刻轨道参数递推的初始值，即将地面注数轨道平根数更新赋值到轨道递推初始值中；
步骤S10：若选择GPS存储数据为初始值，则采用有效的GPS轨道平根数作为当前时刻轨道参数递推的初始值，即将GPS存储数据更新赋值到轨道递推初始值中；
步骤S11：根据轨道递推初始值计算当前时刻的轨道平根数、瞬根数。
本发明中所计算的轨道平根数、瞬根数分别包括：半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角、平近点角
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：根据地面可上注修改的标志判断是否允许GPS与轨道递推数据比较；
步骤S2：根据GPS接收机传送的数据有效标志判断GPS数据源是否有效；
步骤S3：由地面注数轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；
步骤S4：由GPS轨道平根数数据计算GPS定轨数据时刻的卫星定位信息；
步骤S5：比较由地面注数轨道平根数数据计算得到的GPS定轨数据时刻的卫星定位信息与由GPS轨道平根数数据计算得到的GPS定轨数据时刻的卫星定位信息的差别，计算出两者之间的距离；
步骤S6：判断是否GPS轨道平根数数据有效，其中，当计算出的距离小于阈值时，则GPS轨道平根数数据有效，否则无效；
步骤S7：将经判断有效的GPS轨道平根数数据更新赋值到GPS存储数据中；
步骤S8：根据地面可上注修改的标志判断是否选择GPS存储数据为初始值；
步骤S9：若不选择GPS存储数据为初始值，则采用地面注数轨道平根数作为当前时刻轨道参数递推的初始值，即将地面注数轨道平根数更新赋值到轨道递推初始值中；
步骤S10：若选择GPS存储数据为初始值，则采用有效的GPS轨道平根数作为当前时刻轨道参数递推的初始值，即将GPS存储数据更新赋值到轨道递推初始值中；
步骤S11：根据轨道递推初始值计算当前时刻的轨道平根数、瞬根数。
2.根据权利要求1所述的一种利用GPS定轨数据的星上轨道获取控制方法，其特征在于：根据GPS轨道平根数数据和地面注数轨道平根数数据所计算获得的卫星定位信息包括轨道平根数、瞬根数、卫星位置信息。
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