CN111645882B - 卫星自主定轨方法、装置、设备及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种卫星自主定轨方法、装置、设备及计算机存储介质。该基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法，应用于目标卫星，包括：基于目标卫星中的微型惯性测量单元MIMU，确定目标卫星的第一位置信息；基于目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的第一位置信息对应的第一差分数据；其中，第一差分数据是北斗导航系统依据第一位置信息和预设的映射关系确定的，映射关系为位置信息和差分数据之间的映射关系；利用第一差分数据对第一位置信息进行解算，得到第二位置信息；基于第二位置信息，确定目标卫星所属的卫星轨道。根据本发明实施例的卫星自主定轨方法、装置、设备及计算机存储介质，能够更加准确地进行卫星自主定轨。
Description
技术领域
本发明属于卫星自主定轨技术领域，尤其涉及一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法、装置、设备及计算机存储介质。
背景技术
卫星自主定轨是指在不依赖地面人员测控的条件下，能够自主的确定卫星所属的卫星轨道。而在确定卫星所属的卫星轨道之前，需先确定卫星的位置信息。
目前，在相关技术中确定卫星的位置信息是通过向地面中心发送信号，然后地面中心基于该信号确定卫星的位置信息。但是，由于信号在传送的过程中，受到电离层、对流层等误差源的影响，进而导致卫星的位置信息确定不准确，进而导致卫星自主定轨不准确。
因此，如何更加准确地进行卫星自主定轨是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法、装置、设备及计算机存储介质，能够更加准确地进行卫星自主定轨。
第一方面，本发明实施例提供一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法，应用于目标卫星，包括：
基于目标卫星中的微型惯性测量单元(Miniature Inertial Measurement Unit，MIMU)，确定目标卫星的第一位置信息；
基于目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的第一位置信息对应的第一差分数据；其中，第一差分数据是北斗导航系统依据第一位置信息和预设的映射关系确定的，映射关系为位置信息和差分数据之间的映射关系；
利用第一差分数据对第一位置信息进行解算，得到第二位置信息；
基于第二位置信息，确定目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，在基于第二位置信息，确定目标卫星所属的卫星轨道之后，方法还包括：
基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制改变目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，当变轨算法为空间交会调相特殊点变轨求解算法时，基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制改变目标卫星所属的卫星轨道，包括：
基于目标卫星的GNC系统和空间交会调相特殊点变轨求解算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制目标卫星中的动力装置启动，改变目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，方法还包括：
基于MIMU，确定目标卫星的飞行姿态和飞行速度；
基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，控制目标卫星中的动力装置启动，以改变目标卫星的飞行姿态和飞行速度。
第二方面，本发明实施例提供一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨装置，应用于目标卫星，包括：
第一确定模块，用于基于目标卫星中的微型惯性测量单元MIMU，确定目标卫星的第一位置信息；
接收模块，用于基于目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的第一位置信息对应的第一差分数据；其中，第一差分数据是北斗导航系统依据第一位置信息和预设的映射关系确定的，映射关系为位置信息和差分数据之间的映射关系；
解算模块，用于利用第一差分数据对第一位置信息进行解算，得到第二位置信息；
第二确定模块，用于基于第二位置信息，确定目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，装置还包括：
第一变轨模块，用于基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制改变目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，当变轨算法为空间交会调相特殊点变轨求解算法时，第一变轨模块，用于基于目标卫星的GNC系统和空间交会调相特殊点变轨求解算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制目标卫星中的动力装置启动，改变目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，装置还包括：
第三确定模块，用于基于MIMU，确定目标卫星的飞行姿态和飞行速度；
第二变轨模块，用于基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，控制目标卫星中的动力装置启动，以改变目标卫星的飞行姿态和飞行速度。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；
处理器读取并执行计算机程序指令，以实现第一方面或者第一方面任一可选的实现方式中的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面或者第一方面任一可选的实现方式中的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法。
本发明实施例的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法、装置、设备及计算机存储介质，能够更加准确地进行卫星自主定轨。该基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法，先基于目标卫星中的MIMU，确定目标卫星的第一位置信息；然后再基于目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的第一位置信息对应的第一差分数据；利用第一差分数据对第一位置信息进行解算，也即对第一位置信息进行修正，能够抵消相关技术中电离层、对流层等误差源的影响，能够得到更加准确的第二位置信息，进而基于该第二位置信息，能够更加准确地确定目标卫星所属的卫星轨道，也即能够更加准确地进行卫星自主定轨。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
目前，在相关技术中确定卫星的位置信息是通过向地面中心发送信号，然后地面中心基于该信号确定卫星的位置信息。但是，由于信号在传送的过程中，受到电离层、对流层等误差源的影响，进而导致卫星的位置信息确定不准确，进而导致卫星自主定轨不准确。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法、装置、设备及计算机存储介质。下面首先对本发明实施例所提供的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法进行介绍。
图1示出了本发明实施例提供的一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法的流程示意图。如图1所示，该基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法可以包括以下步骤：
S101、基于目标卫星中的MIMU，确定目标卫星的第一位置信息。
S102、基于目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的第一位置信息对应的第一差分数据；其中，第一差分数据是北斗导航系统依据第一位置信息和预设的映射关系确定的，映射关系为位置信息和差分数据之间的映射关系。
S103、利用第一差分数据对第一位置信息进行解算，得到第二位置信息。
S104、基于第二位置信息，确定目标卫星所属的卫星轨道。
该基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法，应用于目标卫星，先基于目标卫星中的MIMU，确定目标卫星的第一位置信息；然后再基于目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的第一位置信息对应的第一差分数据；利用第一差分数据对第一位置信息进行解算，也即对第一位置信息进行修正，能够抵消相关技术中电离层、对流层等误差源的影响，能够得到更加准确的第二位置信息，进而基于该第二位置信息，能够更加准确地确定目标卫星所属的卫星轨道，也即能够更加准确地进行卫星自主定轨。
为了实现目标卫星的自主变轨，在一个实施例中，在基于第二位置信息，确定目标卫星所属的卫星轨道之后，该方法还可以包括：
基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制改变目标卫星所属的卫星轨道。可选地，变轨算法为高精度变轨算法。
为了使目标卫星更加准确地进行自主变轨，在一个实施例中，当变轨算法为空间交会调相特殊点变轨求解算法时，基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制改变目标卫星所属的卫星轨道，可以包括：基于目标卫星的GNC系统和空间交会调相特殊点变轨求解算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制目标卫星中的动力装置启动，改变目标卫星所属的卫星轨道。
为了实现目标卫星的自主姿态变化，在一个实施例中，该方法还可以包括：基于MIMU，确定目标卫星的飞行姿态和飞行速度；基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，控制目标卫星中的动力装置启动，以改变目标卫星的飞行姿态和飞行速度。
图2是本发明实施例提供的一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨装置的结构示意图。如图2所示，该基于北斗导航系统的卫星自主定轨装置应用于目标卫星，可以包括
第一确定模块201，用于基于目标卫星中的微型惯性测量单元MIMU，确定目标卫星的第一位置信息；
接收模块202，用于基于目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的第一位置信息对应的第一差分数据；其中，第一差分数据是北斗导航系统依据第一位置信息和预设的映射关系确定的，映射关系为位置信息和差分数据之间的映射关系；
解算模块203，用于利用第一差分数据对第一位置信息进行解算，得到第二位置信息；
第二确定模块204，用于基于第二位置信息，确定目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，在一个实施例中，该装置还可以包括：
第一变轨模块，用于基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制改变目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，在一个实施例中，当变轨算法为空间交会调相特殊点变轨求解算法时，第一变轨模块，用于基于目标卫星的GNC系统和空间交会调相特殊点变轨求解算法，确定改变目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据轨道改变信息控制目标卫星中的动力装置启动，改变目标卫星所属的卫星轨道。
可选地，在一个实施例中，该装置还可以包括：
第三确定模块，用于基于MIMU，确定目标卫星的飞行姿态和飞行速度；
第二变轨模块，用于基于目标卫星的GNC系统和变轨算法，控制目标卫星中的动力装置启动，以改变目标卫星的飞行姿态和飞行速度。
图2所示装置中的各个模块具有实现图1中目标卫星所执行的各个步骤的功能，并能达到其相应的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。
图3示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
电子设备可以包括处理器301以及存储有计算机程序指令的存储器302。
具体地，上述处理器301可以包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器302可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器302可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在一个实例中，存储器302可以包括可移除或不可移除(或固定)的介质，或者存储器302是非易失性固态存储器。存储器302可在电子设备的内部或外部。
在一个实例中，存储器302可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)。在一个实例中，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器301通过读取并执行存储器302中存储的计算机程序指令，以实现图1所示实施例中的方法，并达到图1所示实例执行其方法达到的相应技术效果，为简洁描述在此不再赘述。
在一个示例中，电子设备还可包括通信接口303和总线310。其中，如图3所示，处理器301、存储器302、通信接口303通过总线310连接并完成相互间的通信。
通信接口303，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线310包括硬件、软件或两者，将电子设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(IndustryStandard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线310可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
另外，本发明实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现图1所示的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RadioFrequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法，其特征在于，应用于目标卫星，包括：
基于所述目标卫星中的微型惯性测量单元MIMU，确定所述目标卫星的第一位置信息；
基于所述目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的所述第一位置信息对应的第一差分数据；其中，所述第一差分数据是所述北斗导航系统依据所述第一位置信息和预设的映射关系确定的，所述映射关系为位置信息和差分数据之间的映射关系，所述第一差分数据用于对所述第一位置信息进行修正，以抵消电离层和对流层误差；
利用所述第一差分数据对所述第一位置信息进行解算，得到第二位置信息；
基于所述第二位置信息，确定所述目标卫星所属的卫星轨道；
所述方法还包括：
基于所述MIMU，确定所述目标卫星的飞行姿态和飞行速度；
基于所述目标卫星的GNC系统和变轨算法，控制所述目标卫星中的动力装置启动，以改变所述目标卫星的所述飞行姿态和所述飞行速度。
2.根据权利要求1所述的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法，其特征在于，在所述基于所述第二位置信息，确定所述目标卫星所属的卫星轨道之后，所述方法还包括：
基于所述目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变所述目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据所述轨道改变信息控制改变所述目标卫星所属的卫星轨道。
3.根据权利要求2所述的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法，其特征在于，当所述变轨算法为空间交会调相特殊点变轨求解算法时，所述基于所述目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变所述目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据所述轨道改变信息控制改变所述目标卫星所属的卫星轨道，包括：
基于所述目标卫星的GNC系统和所述空间交会调相特殊点变轨求解算法，确定改变所述目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据所述轨道改变信息控制所述目标卫星中的动力装置启动，改变所述目标卫星所属的卫星轨道。
4.一种基于北斗导航系统的卫星自主定轨装置，其特征在于，应用于目标卫星，包括：
第一确定模块，用于基于所述目标卫星中的微型惯性测量单元MIMU，确定所述目标卫星的第一位置信息；
接收模块，用于基于所述目标卫星中的星载北斗接收机，接收北斗导航系统发送的所述第一位置信息对应的第一差分数据；其中，所述第一差分数据是所述北斗导航系统依据所述第一位置信息和预设的映射关系确定的，所述映射关系为位置信息和差分数据之间的映射关系，所述第一差分数据用于对所述第一位置信息进行修正，以抵消电离层和对流层误差；
解算模块，用于利用所述第一差分数据对所述第一位置信息进行解算，得到第二位置信息；
第二确定模块，用于基于所述第二位置信息，确定所述目标卫星所属的卫星轨道；
所述装置还包括：
第三确定模块，用于基于所述MIMU，确定所述目标卫星的飞行姿态和飞行速度；
第二变轨模块，用于基于所述目标卫星的GNC系统和变轨算法，控制所述目标卫星中的动力装置启动，以改变所述目标卫星的所述飞行姿态和所述飞行速度。
5.根据权利要求4所述的基于北斗导航系统的卫星自主定轨装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一变轨模块，用于基于所述目标卫星的GNC系统和变轨算法，确定改变所述目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据所述轨道改变信息控制改变所述目标卫星所属的卫星轨道。
6.根据权利要求5所述的基于北斗导航系统的卫星自主定轨装置，其特征在于，当所述变轨算法为空间交会调相特殊点变轨求解算法时，所述第一变轨模块，用于基于所述目标卫星的GNC系统和所述空间交会调相特殊点变轨求解算法，确定改变所述目标卫星所属的卫星轨道的轨道改变信息，以用于根据所述轨道改变信息控制所述目标卫星中的动力装置启动，改变所述目标卫星所属的卫星轨道。
7.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现如权利要求1-3任意一项所述的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-3任意一项所述的基于北斗导航系统的卫星自主定轨方法。
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2020
- 2020-06-04 CN CN202010499689.2A patent/CN111645882B/zh active Active
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