CN117008155B - 一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法，包括：接收低轨卫星回传的在一段期间内的位置和速度所组成的位置速度时间序列；根据位置速度时间序列计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数，并利用低轨卫星的加速度运动方程进行最小二乘拟合，得到两个自定义系数以及N段时长内的伪随机脉冲参数；在既定约束下，使用Collocation多步法对低轨卫星的加速度进行积分，并利用积分数据得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道；既定约束包括：初始时刻的6个开普勒根数、两个自定义系数的定义式、N段时长以及低轨卫星定轨场景下的摄动力模型的动力学信息。本发明可实现低成本的低轨卫星精密定轨。

Description

一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法及装置
技术领域
本发明属于通信导航遥感领域，具体涉及一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法及装置。
背景技术
低地球轨道(LEO)卫星简称低轨卫星，因其成本低、高度低等优势被广泛应用于各行各业。例如支持地球物理研究的GRACE卫星、Sentinel卫星等，支持全球语音和数据通信的铱星星座，以及支持在多个国家接入互联网的星链等。同时，低轨卫星也在全球导航卫星系统(GNSS)精密增强定轨以及定位、导航和授时(PNT)等服务方面展示了巨大潜力。
低轨卫星定轨和轨道预报的准确性不仅关系到向地面用户提供的服务质量，其对星座结构的维护与控制也至关重要。低轨卫星精密定轨包括星上实时精密定轨和地基精密定轨两种。其中，低轨卫星星上实时精密定轨需要强大的星载软硬件、数据传输网络以支持GNSS精密产品的获取与实时解算，这削弱了低轨卫星成本较低的优势。地基精密定轨虽然可以通过更多渠道获取GNSS精密产品，但需要连续、实时获取大量星载GNSS观测数据及姿态数据。低轨卫星飞行高度低，其对地面的覆盖有限，而地面端天线也有其视场范围的限制，因此若要实现精密定轨，需要使地面接收端能够在卫星过境的有限窗口期获取大量、连续的全星座数据，这就对“低轨卫星-地面端”通信链路的带宽、低轨卫星星座星间链路的设计提出了更高要求，意味着需要更多额外的星上载荷以及地面端基础设施来支撑系统运行，成本将大幅增加，或者至少也要在星座软硬件及基础设施建设成本与低轨卫星定轨精度之间进行权衡。因此，如何实现低成本的低轨卫星精密定轨，是一项亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法及装置。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法，应用于地面端，所述方法包括：
接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标数据；所述星上单点定位笛卡尔坐标数据包括：低轨卫星在一段期间内的位置和速度所组成的位置速度时间序列；
根据所述位置速度时间序列计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数；
根据所述位置速度时间序列，利用低轨卫星的加速度运动方程进行最小二乘拟合，得到两个自定义系数以及N段时长内的伪随机脉冲参数；所述两个自定义系数包括第一系数和第二系数；所述第一系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的切向加速度，所述第二系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的法向加速度；所述N段时长包含在所述一段期间内，N＞1；
在既定约束下，使用Collocation多步法对低轨卫星的加速度进行积分，并利用积分数据得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道；所述积分区间等于所述N段时长；
所述既定约束包括：所述初始时刻的6个开普勒根数、所述两个自定义系数的定义式、所述N段时长，以及低轨卫星定轨场景下的摄动力模型的动力学信息。
在一个实施例中，所述N段时长满足：
；
其中，为低轨卫星至地心的距离，/>为引力常数，/>为地球质量，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，。
在一个实施例中，所述两个自定义系数的定义式为：
；
；
其中，表示所述第一系数，/>表示所述第二系数，/>为低轨卫星的纬度，为太阳光压在切向上的常数项，/>和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项。
在一个实施例中，所述两个自定义系数的定义式为：
；
；
其中，表示所述第一系数，/>表示所述第二系数，/>为低轨卫星的纬度，和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，/>和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项。
在一个实施例中，所述动力学信息包括：重力场模型、N体摄动、固体潮、海潮、地球自转参数以及岁差-章动模型。
第二方面，本发明提供了一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的装置，应用于地面端，所述装置包括：
接收模块，用于接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标数据；所述星上单点定位笛卡尔坐标数据包括：低轨卫星在一段期间内的位置和速度所组成的位置速度时间序列；
计算模块，用于根据所述位置速度时间序列计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数；
拟合模块，用于根据所述位置速度时间序列，利用低轨卫星的加速度运动方程进行最小二乘拟合，得到两个自定义系数以及N段时长内的伪随机脉冲参数；所述两个自定义系数包括第一系数和第二系数；所述第一系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的切向加速度，所述第二系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的法向加速度；所述N段时长包含在所述一段期间内，N＞1；
积分模块，用于在既定约束下，使用Collocation多步法对低轨卫星的加速度进行积分，并利用积分数据得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道；所述积分区间等于所述N段时长；所述既定约束包括：所述初始时刻的6个开普勒根数、所述两个自定义系数的定义式、所述N段时长，以及低轨卫星定轨场景下的摄动力模型的动力学信息。
在一个实施例中，所述N段时长满足：
；
其中，为低轨卫星至地心的距离，/>为引力常数，/>为地球质量，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，。
在一个实施例中，所述两个自定义系数的定义式为：
；
；
其中，表示所述第一系数，/>表示所述第二系数，/>为低轨卫星的纬度，为太阳光压在切向上的常数项，/>和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项。
在一个实施例中，所述两个自定义系数的定义式为：
；
；
其中，表示所述第一系数，/>表示所述第二系数，/>为低轨卫星的纬度，和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，/>和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项。
在一个实施例中，所述动力学信息，包括：重力场模型、N体摄动、固体潮、海潮、地球自转参数以及岁差-章动模型。
本发明提供的改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法中，地面端接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标，在地面端进行动力学平滑，无需额外的星上载荷设施，因此基于低成本星载设备也可以实现。并且，本发明可以平滑轨道，改善单点定位精度，还可弥补短期数据缺失造成的间隙，进行轨道预报，大大提升了系统的可用及稳定性。另外，由于本发明中从卫星到地的回传数据量小，因此对“低轨卫星-地面端”通信链路的带宽、低轨卫星星座星间链路的设计无特殊要求，减轻了星间、星地的数据传输压力。
以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法的流程图；
图2展示了在本发明实施例的实验1中，不计算两个自定义参数、不添加伪随机脉冲时所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；
图3展示了在本发明实施例的实验1中，不计算两个自定义参数、但参照本发明实施例的做法每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；
图4展示了在本发明实施例的实验1中，使用本发明实施例中的一组自定义参数、且参照本发明实施例的做法每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；
图5展示了在本发明实施例的实验1中，使用本发明实施例中的另一组自定义参数、且参照本发明实施例的做法每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；
图6展示了在本发明实施例的实验2中，不计算两个自定义参数、不添加伪随机脉冲时所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；
图7展示了在本发明实施例的实验2中，不计算两个自定义参数、但参照本发明实施例的做法每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；
图8展示了在本发明实施例的实验2中，使用本发明实施例中的一组自定义参数、且参照本发明实施例的做法每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；
图9展示了在本发明实施例的实验2中，使用本发明实施例中的另一组自定义参数、且参照本发明实施例的做法每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
为了实现低成本的低轨卫星精密定轨，本发明实施例提供了一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S10：接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标数据。
这里，星上单点定位笛卡尔坐标数据包括：低轨卫星在一段期间内的位置和速度所组成的位置速度时间序列。
S20：根据位置速度时间序列计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数。
具体的，从位置速度时间序列中获取低轨卫星在初始时刻的位置和速度，从而根据初始时刻的位置和速度计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数，这6个开普勒根数包括：半长轴、偏心率/>、轨道倾角/>、升交点赤经/>、近地点附幅角/>以及纬度幅角/>。
关于根据卫星的位置和速度计算卫星的6个开普勒根数的具体计算过程可参见相关现有技术，本发明实施例不做赘述。
S20：根据位置速度时间序列，利用低轨卫星的加速度运动方程进行最小二乘拟合，得到两个自定义系数以及N段时长内的伪随机脉冲参数。
具体的，低轨卫星的加速度可以表示为：
(1)；
其中，为引力常数，/>为地球质量，/>表示卫星的位置向量，/>为/>的二阶导数，表示低轨卫星受各种摄动力影响所引起的加速度，它与时间/>、卫星的位置/>以及速度/>有关，因此表示为/>。/>的具体表达式为：
(2)；
其中，表示低轨卫星受N体摄动所引起的加速度，/>表示低轨卫星受重力场摄动所引起的加速度，/>表示低轨卫星受地球自转影响所引起的加速度，/>表示低轨卫星受固体潮影响所引起的加速度，/>表示低轨卫星受海潮影响所引起的加速度，/>表示低轨卫星受相对论效应影响所引起的加速度，/>表示受太阳光压摄动影响所引起的加速度，/>表示低轨卫星受随机脉冲影响所引起的加速度。
该式(2)中，除和/>外，其余各摄动力影响引起的加速度均可以参照表1获取。
表1
而对于，本发明实施例中通过设置两个自定义系数，可以将/>简单表示为：
；
其中，表示切向(S)上的单位向量，/>表示法向(W)上的单位向量；/>是低轨卫星的纬度, 低轨卫星在每个时刻的纬度可以通过低轨卫星在该时刻的位置和速度求出；是本发明实施例中定义的第一系数，用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的切向加速度，/>是本发明实施例中定义的第二系数，用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的法向加速度。
示例性的，在本发明实施例的一种实现方式中，上述的两个自定义系数可以定义为：
(3)；
(4)；
其中，为太阳光压在切向上的常数项，/>和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，/>和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项。
在本发明的另一种实现方式中，上述两个自定义系数也可以定义为：
(5)；
(6)。
对低轨卫星而言，太阳光压参数通常包括径向(R)、切向(S)、法向(W)三个方向上的常数项，以及这三个方向的Sin周期项和Cos周期项，共计9个参数。
本发明实施例中，分别提出了上文所示的两种不同的自定义参数组合来代替上述9个太阳光压参数，这样可以避免最小二乘拟合时容易出现的过拟合现象，提高计算准确性，且不影响后续利用拟合出的数据进行轨道平滑的精度。在实际应用中，该步骤S20中可以使用上文所示的两种自定义参数组合的任一种。
对于，其表达式为：
；
其中，为径向(R)上的单位向量，/>、/>、/>分别表示低轨卫星受随机脉冲影响所引起的径向加速度、切向加速度、法向加速度。在低轨卫星的加速度运动方程中，伪随机脉冲用于模拟外部干扰对低轨卫星轨道的影响，从而弥补低轨卫星动力学模型的不足，使低轨卫星的加速度与低轨卫星在真实环境中会收到外部干扰影响的场景更为贴近。、/>、/>三个参数在/>区间内为常量，/>即是上述N段时长的单段时长，也即该步骤S20中要拟合的N段时长内的伪随机脉冲参数，即是每段/>区间内各自对应的一组/>、/>、/>。
将的表达式、/>的表达式代入式(2)，再将式(2)代入式(1)，即可得到低轨卫星的加速度运动方程，然后根据步骤S10中获取的一段期间内已知的多个时刻下的速度和位置以及它们对应的纬度，利用该加速度运动方程进行最小二乘拟合，即可求出/>、以及每段时长/>内的/>、/>、/>。
S40：在既定约束下，使用Collocation多步法对低轨卫星的加速度进行积分，并利用积分数据得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道；既定约束包括：初始时刻的6个开普勒根数、两个自定义系数的定义式、上述N段时长，以及低轨卫星定轨场景下的摄动力模型的动力学信息。
其中，在低轨卫星定轨场景下，摄动力模型的动力学信息包括：重力场模型、N体摄动、固体潮、海潮、地球自转参数以及岁差-章动模型，也即表1中所列的信息。
在上述既定约束下，利用低轨卫星的加速度运动方程对其加速度进行积分，可以得到低轨卫星的速度，然后对速度积分可以得到低轨卫星的位置，由此，建立起了低轨卫星的位置、速度与动力学信息的直接关系，从而得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道。该积分区间等于上述的N段时长。
另外，关于使用Collocation多步法进行积分的具体实现方式可参见相关现有技术，本发明实施例不做赘述。
在一个实施例中，为了在弥补低轨卫星中动力学模型不足的缺陷的同时，提高经动力学平滑的轨道精度，上述的N段时长优选满足：
；
其中，为低轨卫星至地心的距离，/>为引力常数，/>为地球质量，/>表示上述N段时长中的第/>段时长的截止点，/>表示上述N段时长中的第/>段时长的截止点，。
由此，通过使伪随机脉冲的间隔与低轨卫星的轨道周期一致，可以提高经动力学平滑的轨道精度。
本发明实施例提供的改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法中，地面端接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标，在地面端进行动力学平滑，无需额外的星上载荷设施，因此基于低成本星载设备也可以实现，并且，本发明实施例可以平滑轨道，改善单点定位精度，还可弥补短期数据缺失造成的间隙，进行轨道预报，大大提升了系统的可用及稳定性。另外，由于本发明实施例中从卫星到地的回传数据量小，因此对“低轨卫星-地面端”通信链路的带宽、低轨卫星星座星间链路的设计无特殊要求，减轻了星间、星地的数据传输压力。
下面采用实验数据对本发明实施例的有益效果进行进一步的说明。
实验1：3D方向高斯噪声高达3米的星载SPP结果改善
基于Sentinel-3B卫星进行定轨实验，该卫星的轨道周期约等于1.5小时。实验中向该卫星添加了3D方向高达3米的高斯噪声，实验结果如图2~图5所示，其中横轴表示时间，单位为小时，纵轴表示轨道误差，单位为米，、/>、/>分别对应低轨卫星的径向、切向、法向。
图2展示了不计算两个自定义参数、不添加伪随机脉冲时所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；图3展示了不计算两个自定义参数、每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；图4展示了按照式(3)和式(4)计算两个自定义参数、每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；图5展示了按照式(5)和式(6)计算两个自定义参数、每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果。
从图2~图5中可以看出，添加了与轨道周期一致的伪随机脉冲后，轨道拟合误差显著降低，在此基础上，再分别添加两种组合的光压参数后，轨道误差均更为平滑。由此可以证明，使用本发明实施例提供的方法可以有效改善3D方向高达3米的高斯噪声的引入对定轨精度的影响。
实验2：3D方向偏差高达2米的星载SPP结果改善
基于Sentinel-3B卫星进行定轨实验，实验中向该卫星添加了3D方向高达2米的偏差，实验结果如图6~图9所示，其中横轴表示时间，单位为小时，纵轴表示轨道误差，单位为米，、/>、/>分别对应低轨卫星的径向、切向、法向。
图6展示了不计算两个自定义参数、不添加伪随机脉冲时所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；图7展示了不计算两个自定义参数、每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；图8展示了按照式(3)和式(4)计算两个自定义参数、每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果；图9展示了按照式(5)和式(6)计算两个自定义参数、每1.5小时添加一组伪随机脉冲所得到的轨道与Sentinel-3B卫星的标准参考轨道的比较结果。
从图6~图9中可以看出，添加伪随机脉冲后，R和S方向的误差显著降低。在此基础上，通过使用两个自定义参数，使得S方向上的轨道进一步得到平滑。由此可见，本发明实施例提供的方法虽不能完美改善S方向的偏差，但有效改善了R方向的偏差。
综上，利用本发明实施例提供的改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法，能够对低成本低轨卫星的星载SPP结果实现轨道精度提升，有效平衡低成本低轨卫星定轨精度与包括星地星间数据传输、星上以及地面端软硬件基础设施等成本压力。
相应于上述的改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法，本发明实施例还提供了一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的装置，其应用于地面端，该装置包括：
接收模块，用于接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标数据；该星上单点定位笛卡尔坐标数据包括：低轨卫星在一段期间内的位置和速度所组成的位置速度时间序列；
计算模块，用于根据位置速度时间序列计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数；
拟合模块，用于根据位置速度时间序列，利用低轨卫星的加速度运动方程进行最小二乘拟合，得到两个自定义系数以及N段时长内的伪随机脉冲参数；该两个自定义系数包括第一系数和第二系数；该第一系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的切向加速度，该第二系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的法向加速度；上述N段时长包含在上述的一段期间内，N＞1；
积分模块，用于在既定约束下，使用Collocation多步法对低轨卫星的加速度进行积分，并利用积分数据得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道；该积分区间等于上述的N段时长；改既定约束包括：初始时刻的6个开普勒根数、两个自定义系数的定义式、上述的N段时长，以及低轨卫星定轨场景下的摄动力模型的动力学信息。
在一个实施例中，上述的N段时长满足：
；
其中，为低轨卫星至地心的距离，/>为引力常数，/>为地球质量，/>表示上述N段时长中的第/>段时长的截止点，/>表示上述N段时长中的第/>段时长的截止点，。
在一个实施例中，上述的两个自定义系数的定义式为：
；
；
其中，表示第一系数，/>表示第二系数，/>为低轨卫星的纬度，/>为太阳光压在切向上的常数项，/>和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，/>和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项。
在一个实施例中，上述的两个自定义系数的定义式为：
；
；
其中，表示第一系数，/>表示第二系数，/>为低轨卫星的纬度，/>和分别为太阳光压在切向上两个周期项，/>和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项。
在一个实施例中，在低轨卫星定轨场景下，摄动力模型的动力学信息，包括：重力场模型、N体摄动、固体潮、海潮、地球自转参数以及岁差-章动模型。
需要说明的是，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图以及公开内容，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在本发明的描述中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外,相互不同的实施例中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法，其特征在于，应用于地面端，所述方法包括：
接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标数据；所述星上单点定位笛卡尔坐标数据包括：低轨卫星在一段期间内的位置和速度所组成的位置速度时间序列；
根据所述位置速度时间序列计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数；
根据所述位置速度时间序列，利用低轨卫星的加速度运动方程进行最小二乘拟合，得到两个自定义系数以及N段时长内的伪随机脉冲参数；所述两个自定义系数包括第一系数和第二系数；所述第一系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的切向加速度，所述第二系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的法向加速度；所述N段时长包含在所述一段期间内，N＞1；
在既定约束下，使用Collocation多步法对低轨卫星的加速度进行积分，并利用积分数据得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道；所述积分区间等于所述N段时长；
所述既定约束包括：所述初始时刻的6个开普勒根数、所述两个自定义系数的定义式、所述N段时长，以及低轨卫星定轨场景下的摄动力模型的动力学信息；
所述N段时长满足：
；
其中，为低轨卫星至地心的距离，/>为引力常数，/>为地球质量，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，；
所述两个自定义系数的定义式包括下述两种组合中的任一种：
组合1：
；
；
其中，表示所述第一系数，/>表示所述第二系数，/>为低轨卫星的纬度，/>为太阳光压在切向上的常数项，/>和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，/>和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项；
组合2：
；
。
2.根据权利要求1所述的改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的方法，其特征在于，所述动力学信息包括：重力场模型、N体摄动、固体潮、海潮、地球自转参数以及岁差-章动模型。
3.一种改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的装置，其特征在于，应用于地面端，所述装置包括：
接收模块，用于接收低轨卫星回传的星上单点定位笛卡尔坐标数据；所述星上单点定位笛卡尔坐标数据包括：低轨卫星在一段期间内的位置和速度所组成的位置速度时间序列；
计算模块，用于根据所述位置速度时间序列计算低轨卫星在初始时刻的6个开普勒根数；
拟合模块，用于根据所述位置速度时间序列，利用低轨卫星的加速度运动方程进行最小二乘拟合，得到两个自定义系数以及N段时长内的伪随机脉冲参数；所述两个自定义系数包括第一系数和第二系数；所述第一系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的切向加速度，所述第二系数用于表征低轨卫星受太阳光压影响所引起的法向加速度；所述N段时长包含在所述一段期间内，N＞1；
积分模块，用于在既定约束下，使用Collocation多步法对低轨卫星的加速度进行积分，并利用积分数据得到低轨卫星在积分区间内任意时刻的、经动力学平滑的轨道；所述积分区间等于所述N段时长；所述既定约束包括：所述初始时刻的6个开普勒根数、所述两个自定义系数的定义式、所述N段时长，以及低轨卫星定轨场景下的摄动力模型的动力学信息；
所述N段时长满足：
；
其中，为低轨卫星至地心的距离，/>为引力常数，/>为地球质量，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，/>表示所述N段时长中的第/>段时长的截止点，；
所述两个自定义系数的定义式包括下述两种组合中的任一种：
；
；
其中，表示所述第一系数，/>表示所述第二系数，/>为低轨卫星的纬度，/>为太阳光压在切向上的常数项，/>和/>分别为太阳光压在切向上两个周期项，/>和/>分别为太阳光压在法向上两个周期项；
组合2：
；
。
4.根据权利要求3所述的改善低轨卫星在轨单点定位轨道精度的装置，其特征在于，所述动力学信息，包括：重力场模型、N体摄动、固体潮、海潮、地球自转参数以及岁差-章动模型。
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