CN110017829A - 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法 - Google Patents

一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110017829A
CN110017829A CN201910220058.XA CN201910220058A CN110017829A CN 110017829 A CN110017829 A CN 110017829A CN 201910220058 A CN201910220058 A CN 201910220058A CN 110017829 A CN110017829 A CN 110017829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
satellite
moonscape
index point
observation information
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910220058.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李欣璐
江国富
舒成惠
王新宇
徐训
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huizhou Vocational College Of Engineering
Original Assignee
Huizhou Vocational College Of Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huizhou Vocational College Of Engineering filed Critical Huizhou Vocational College Of Engineering
Priority to CN201910220058.XA priority Critical patent/CN110017829A/zh
Publication of CN110017829A publication Critical patent/CN110017829A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/02—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by astronomical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/24—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for cosmonautical navigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种卫星自主定位方法，包括如下步骤：步骤一：在地面和月球表面分别建立标志点，建立月球表面标志点与地面标志点位置矢量关系；步骤二：判断卫星距离地面和月球表面分别建立标志点的远近，当卫星距离地面较近时，本发明提供一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法，本发明创造性地将月球作为导航卫星，利用月球作为导航卫星从而为卫星自主定位和自主导航提供测量基地；本发明中预先对卫星距离地面和月面的远近，进而选取较近的标志点作为参考点，进一步提高卫星定位的准确度，方便导航；本发明中利用较远的标志点为参考点，进行卫星位置验算，进一步提高卫星定位和导航准确度。

Description

一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法
技术领域
本发明属于卫星自主定位和导航技术领域，具体为一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法。
背景技术
卫星是环绕一颗行星按闭合轨道做周期性运行的天体。不过，如果两个天体质量相当，它们所形成的系统一般称为双行星系统，而不是一颗行星和一颗天然卫星。通常，两个天体的质量中心都处于行星之内。因此，有天文学家认为冥王星与冥卫一应该归类为双行星，但2005年发现两颗新的冥卫，又使问题复杂起来。
月球就是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星都有天然卫星。太阳系已知的天然卫星总数(包括构成行星环的较大的碎块)至少有160颗。天然卫星是指环绕行星运转的星球，而行星又环绕着恒星运转。就比如在太阳系中，太阳是恒星，我们地球及其它行星环绕太阳运转，月亮、土卫一、天卫一等星球则环绕着我们地球及其它行星运转，这些星球就叫做行星的天然卫星。土星的天然卫星第二多，已知62颗。。木星的天然卫星最多，其中63颗已得到确认，至少有6颗尚待证实。天然卫星的大小不一，彼此差别很大。其中一些直径只有几千米大，例如，火星的两个小月亮，还有木星，土星，天王星外围的一些小卫星。还有几个却比水星还大，例如，土卫六、木卫三和木卫四，它们的直径都超过5200千米。随着遥感卫星技术的日益发展，遥感卫星的数量逐渐增多，遥感卫星的对地分辨率以及遥感卫星的性能快速提升，以及地面控制点数量和精度的提升，利用遥感图像信息结合卫星标配星敏感器信息实现对遥感卫星自身定位，具备全自主、抗干扰、集成化的种种优点；
然而目前大多数卫星自主定位和导航依赖人造导航卫星，成本高而且不方便，为此我们提出了一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决卫星自主定位和导航依赖人造导航卫星的技术问题，提供一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种卫星自主定位方法，包括如下步骤：
步骤一：在地面和月球表面分别建立标志点，建立月球表面标志点与地面标志点位置矢量关系；
步骤二：判断卫星距离地面和月球表面分别建立标志点的远近，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息；
步骤三：依照步骤二结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤四：通过卫星所携带星敏感器获取太阳光方向矢量观测信息；
步骤五：建立太阳光方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤六：将依照步骤三和步骤五的分别获得的等式关系进行求解获得卫星位置。
其中，所述地面标志点和月面标志点分别沿地球和月球中心对称设置；
其中，还包括步骤七：验算卫星位置，验算卫星位置包括如下步骤：1、依照步骤二判断结果，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息；2、依据上述结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；3、将上述等式关系与依照步骤五获得的等式关系进行求解，获得卫星位置，进而对步骤六中的卫星位置进行验算。
一种卫星自主导航方法，包括如下步骤，
步骤一：在地面和月球表面分别建立标志点，建立月球表面标志点与地面标志点位置矢量关系；
步骤二：判断卫星距离地面和月球表面分别建立标志点的远近，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息；
步骤三：依照步骤二结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤四：通过卫星所携带星敏感器获取太阳光方向矢量观测信息；
步骤五：建立太阳光方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤六：将依照步骤三和步骤五的分别获得的等式关系进行求解获得卫星位置信息，并实现空间遥感卫星的自主导航。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法，本发明创造性地将月球作为导航卫星，利用月球作为导航卫星从而为卫星自主定位和自主导航提供测量基地。
2、本发明中预先对卫星距离地面和月面的远近，进而选取较近的标志点作为参考点，进一步提高卫星定位的准确度，方便导航。
3、本发明中利用较远的标志点为参考点，进行卫星位置验算，进一步提高卫星定位和导航准确度。
附图说明
图1为本发明的流程简图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一，一种卫星自主定位方法，包括如下步骤：
步骤一：在地面和月球表面分别建立标志点，建立月球表面标志点与地面标志点位置矢量关系；
步骤二：判断卫星距离地面和月球表面分别建立标志点的远近，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息；
步骤三：依照步骤二结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤四：通过卫星所携带星敏感器获取太阳光方向矢量观测信息；
步骤五：建立太阳光方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤六：将依照步骤三和步骤五的分别获得的等式关系进行求解获得卫星位置。
其中，所述地面标志点和月面标志点分别沿地球和月球中心对称设置；
其中，还包括步骤七：验算卫星位置，验算卫星位置包括如下步骤：1、依照步骤二判断结果，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息；2、依据上述结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；3、将上述等式关系与依照步骤五获得的等式关系进行求解，获得卫星位置，进而对步骤六中的卫星位置进行验算。
一种卫星自主导航方法，包括如下步骤，
步骤一：在地面和月球表面分别建立标志点，建立月球表面标志点与地面标志点位置矢量关系；
步骤二：判断卫星距离地面和月球表面分别建立标志点的远近，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息；
步骤三：依照步骤二结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤四：通过卫星所携带星敏感器获取太阳光方向矢量观测信息；
步骤五：建立太阳光方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤六：将依照步骤三和步骤五的分别获得的等式关系进行求解获得卫星位置信息，并实现空间遥感卫星的自主导航。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种卫星自主定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在地面和月球表面分别建立标志点，建立月球表面标志点与地面标志点位置矢量关系；
步骤二：判断卫星距离地面和月球表面分别建立标志点的远近，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息；
步骤三：依照步骤二结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤四：通过卫星所携带星敏感器获取太阳光方向矢量观测信息；
步骤五：建立太阳光方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤六：将依照步骤三和步骤五的分别获得的等式关系进行求解获得卫星位置。
2.如权利要求1所述的一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法，其特征在于：还包括步骤七：验算卫星位置，验算卫星位置包括如下步骤：1、依照步骤二判断结果，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息；2、依据上述结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；3、将上述等式关系与依照步骤五获得的等式关系进行求解，获得卫星位置，进而对步骤六中的卫星位置进行验算。
3.如权利要求1所述的一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法，其特征在于：所述地面标志点和月面标志点分别沿地球和月球中心对称设置。
4.一种卫星自主导航方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：在地面和月球表面分别建立标志点，建立月球表面标志点与地面标志点位置矢量关系；
步骤二：判断卫星距离地面和月球表面分别建立标志点的远近，当卫星距离地面较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面的标志点矢量观测信息，当卫星距离月面标志点较近时，通过卫星所携带光学载荷探测器获取月面的标志点矢量观测信息；
步骤三：依照步骤二结果，建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系或建立月球表面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤四：通过卫星所携带星敏感器获取太阳光方向矢量观测信息；
步骤五：建立太阳光方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；
步骤六：将依照步骤三和步骤五的分别获得的等式关系进行求解获得卫星位置信息，并实现空间遥感卫星的自主导航。
CN201910220058.XA 2019-03-21 2019-03-21 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法 Pending CN110017829A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910220058.XA CN110017829A (zh) 2019-03-21 2019-03-21 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910220058.XA CN110017829A (zh) 2019-03-21 2019-03-21 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110017829A true CN110017829A (zh) 2019-07-16

Family

ID=67189783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910220058.XA Pending CN110017829A (zh) 2019-03-21 2019-03-21 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110017829A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112415553A (zh) * 2020-09-30 2021-02-26 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 基于立方体纳卫星的全自主月面导航与数据通信方法
CN115047749A (zh) * 2022-05-13 2022-09-13 南京尤尼泰信息科技有限公司 一种基于卫星导航信号的守时装置和方法
CN116626386A (zh) * 2023-05-11 2023-08-22 中国科学院国家空间科学中心 一种基于地月锥时空剖分的频谱信息表征方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305630A (zh) * 2011-05-17 2012-01-04 哈尔滨工业大学 基于扩展卡尔曼滤波的sar卫星自主定轨方法
CN102323582A (zh) * 2011-05-30 2012-01-18 哈尔滨工业大学 基于合成孔径雷达的卫星自主定轨方法
CN107478234A (zh) * 2017-09-05 2017-12-15 上海航天控制技术研究所 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法
US20180074154A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Position Determination by Observing a Celestial Object Transit the Sun or Moon
CN107870341A (zh) * 2017-11-08 2018-04-03 上海航天控制技术研究所 一种基于两个标志点矢量信息的卫星自主定位方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305630A (zh) * 2011-05-17 2012-01-04 哈尔滨工业大学 基于扩展卡尔曼滤波的sar卫星自主定轨方法
CN102323582A (zh) * 2011-05-30 2012-01-18 哈尔滨工业大学 基于合成孔径雷达的卫星自主定轨方法
US20180074154A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Position Determination by Observing a Celestial Object Transit the Sun or Moon
CN107478234A (zh) * 2017-09-05 2017-12-15 上海航天控制技术研究所 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法
CN107870341A (zh) * 2017-11-08 2018-04-03 上海航天控制技术研究所 一种基于两个标志点矢量信息的卫星自主定位方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112415553A (zh) * 2020-09-30 2021-02-26 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 基于立方体纳卫星的全自主月面导航与数据通信方法
CN115047749A (zh) * 2022-05-13 2022-09-13 南京尤尼泰信息科技有限公司 一种基于卫星导航信号的守时装置和方法
CN115047749B (zh) * 2022-05-13 2023-07-21 南京尤尼泰信息科技有限公司 一种基于卫星导航信号的守时装置和方法
CN116626386A (zh) * 2023-05-11 2023-08-22 中国科学院国家空间科学中心 一种基于地月锥时空剖分的频谱信息表征方法及系统
CN116626386B (zh) * 2023-05-11 2023-12-15 中国科学院国家空间科学中心 一种基于地月锥时空剖分的频谱信息表征方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110017829A (zh) 一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法
CN109738919B (zh) 一种用于gps接收机自主预测星历的方法
Boss et al. Spectral energy of first protostellar cores: Detecting'class-I'protostars with ISO and SIRTF
CN105371870A (zh) 一种基于星图数据的星敏感器在轨精度测量方法
CN103646127B (zh) 卫星轨道姿态可视化三维显示方法
US20070159390A1 (en) Method of providing celestial information and a mobile terminal having a function of providing the celestial information
CN102288201B (zh) 用于星敏感器的精度测量方法
CN102288200B (zh) 用于星敏感器的精度测量系统
CN102927982A (zh) 双光谱的自主导航敏感器及其设计方法
Lorell et al. Gravity field of Mars from Mariner 9 tracking data
CN107607127A (zh) 一种基于外场的星敏感器内部参数标定及精度快速验证系统
CN112649006A (zh) 一种太阳同步圆轨道的轨道规划方法
AU763720B2 (en) Method for acquiring satellite
US7010862B2 (en) Viewing and display apparatus position determination algorithms
CN106643726A (zh) 一种统一惯性导航解算方法
CN116559917B (zh) 一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法
Mai et al. Fast algorithm for prediction of satellite imaging and communication opportunities
Thomas et al. Attitude Determination and Prediction of Spin‐Stabilized Satellites
Kumar Ghosh et al. Determination of geoid undulation by astro-geodetic method
Guan et al. Multistep weighted least squares estimation method for improving single-point positioning accuracy
Showalter Longitudinal variations in the Uranian lambda Ring
CN108955627A (zh) 一种采用太阳敏感器测量载体相对太阳的位置信息的方法
Scott et al. Combined space-based observations of geostationary satellites
Barderas et al. Observations of Phobos shadow: Analysis of parameters connecting Earth–Mars reference frames
Jacobs et al. The extragalactic and solar system celestial frames: Accuracy, stability, and interconnection

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190716

RJ01 Rejection of invention patent application after publication