《基於GNSS的高地球軌道太空飛行器精密定軌方法研究》是依託北京航空航天大學，由秦紅磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於GNSS的高地球軌道太空飛行器精密定軌方法研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：秦紅磊
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用全球導航衛星系統(GNSS)對高地球軌道(HEO)太空飛行器進行精密定軌，可提太空飛行器的定軌精度、降低成本。本項目主要針對利用GNSS對HEO太空飛行器進行精密定軌存在問題和需解決的關鍵技術進行分析，提出相關方法和解決方案，並對設計的方法和方案進行理論分析和仿真驗證。研究內容主要包括對利用GNSS對HEO太空飛行器定軌的可見性、動態性、信號功率等對GNSS接收機性能影響機理分析，設計適用於微弱信號、高動態、遠近效應、非線性等環境下的GNSS接收機捕獲、跟蹤和定位算法。具體包括：將混沌理論與相關算法結合解決微弱信號的捕獲問題，利用正交聯合極大似然估計算法解決遠近效應問題，採用基於小生境遺傳算法的粒子濾波技術解決HEO太空飛行器精密定軌的非線性參數估計問題。該研究可為發展我國高精度、低成本的基於GNSS的HEO太空飛行器的精密定軌技術提供研究基礎，並可擴展我國北斗全球衛星導航系統的套用領域。
結題摘要
本項目要針對利用GNSS對HEO飛行器進行精密定軌存在的問題和需解決的關鍵技術進行分析，提出相關解決方案，並對設計的方法和方案進行理論分析和仿真驗證。首先對基於GNSS的HEO飛行器精密定軌性能及影響機理進行分析，包括GNSS對HEO太空飛行器進行定位的可見性、幾何精度因子、信號功率、動態性等，為提出有效的解決方案提供了依據。其次，對遠近效應、微弱信號條件下GNSS捕獲和跟蹤方法進行研究，包括基於正交聯合的極大似然估計遠近效應消除技術，標準的PLL/DLL微弱信號跟蹤算法及基於擴展Kalman濾波算法與相關算法結合的微弱信號跟蹤算法，為利用GNSS對HEO飛行器進行導航定位提供了良好工作的基礎。最後，提出HEO太空飛行器軌道參數估計技術。太空飛行器的運行軌道受到軌道參數的約束，可利用HEO太空飛行器的軌道參數及攝動方程輔助GNSS進行工作，在對HEO太空飛行器軌道參數和攝動因素進行分析後，採用基於小生境遺傳算法的粒子濾波技術解決HEO太空飛行器精密定軌的非線性參數估計問題，並採用擴展Kalman濾波方法提高定軌精度。本項目研究的利用GNSS系統進行HEO飛行器定位導航的相關技術，對衛星導航的產業化發展及高軌衛星自主定位的發展提供了理論依據，對提高HEO飛行器的定位精度，保障其抗摧毀和機動能力具有重要的意義。
