低軌衛星精密定軌的軌道精度評估方法研究

袁俊軍,孟瑞祖

(山東科技大學 測繪科學與工程學院,山東 青島 266590)

低軌衛星精密定軌的軌道精度評估方法研究

袁俊軍,孟瑞祖

(山東科技大學 測繪科學與工程學院,山東 青島 266590)

厘米級精密衛星軌道是完成低軌衛星承擔的科研、商業等任務的必須前提,其中事后軌道精度評定是低軌衛星精密定軌任務中重要一環。依據觀測條件和衛星搭載設備等情況,選擇合適的精度評定方法有利于客觀準確的評估定軌結果。本文以GRACE衛星為例,討論了內外精度評估方法,得到有益結論,為我國開展后續國產衛星精密定軌任務具有借鑒意義。

低軌衛星;精密定軌;精度評估;內外符合精度

0 引 言

目前我國眾多低軌(LEO)衛星, 如資源三號,海洋二號,風云系列衛星等,發射升空,實現厘米級高精度精密定軌成為保障完成LEO衛星承擔的科研任務的重要前提和研究熱點[1-2]。LEO衛星精密定軌任務中,事后軌道精度評估是重要一環,綜合多種方法進行軌道評估能夠確保軌道精度評價的可靠性和精確性,尤其是不同觀測條件下,需要選擇合適的評估方法。本文以GRACE衛星為例,討論了常用的內、外符合精度評估方法,并分析了相應方法的適用性,對我國國產低軌衛星軌道精度評估具有借鑒意義。

1 簡化動力學定軌原理

低軌衛星位于地球外200～2000 km范圍內繞地球運動,處于大氣層中間,受到包括地球引力、日月引力、地球非球形攝動力、潮汐攝動、大氣阻力、太陽輻射壓、地球輻射壓以及相對論效應影響等多種力的作用,結合牛頓定律,低軌衛星運動微分方程可表示為