王彦荣 魏小莹 陈建荣，2

（1中国西安卫星测控中心 2宇航动力学国家重点实验室）

1 引言

随着航天技术的发展，世界各国都在大力发展数据中继卫星系统，中继卫星在航天测控领域发挥着越来越重要的作用。其中测定轨是中继卫星系统的一项重要功能。发展基于天基测控的卫星高精度轨道确定与控制技术，不仅符合现阶段我国卫星自主定轨技术的发展趋势和基本要求，而且具有广阔的应用前景。本文利用神舟七号任务的实测数据，对基于中继卫星测量的飞船定轨和预报精度进行深入分析论证[1]。

2 测量模型

天基星用户星联合定轨技术使用的测量模型为天基星、用户星、观测站之间的“四程距离和（下称距离和）”测量模型[2]。图1中为中继星对用户星的一次测量过程，无线电信号经过中心站—中继卫星—用户星—中继卫星—中心站，由信号在出入中心站的时间差即可计算出距离和观测量：

式中：τi——信号在各阶段的传播时延；c——光速；Δ——测量系统误差，包括仪器系统误差、对流层和电离层引起的电波折射修正等；ε——测量随机误差。

图1 天基星用户星联合定轨测量模型

3 轨道确定策略

在神舟七号任务中，用中继卫星对飞船实施了跟踪测量，这里选择了部分圈次的测量数据，对其四程距离和测量数据进行处理[3]。定轨过程中除二体问题外，考虑的摄动因素有地球非球形引力、第三体引力、大气阻尼、太阳辐射压、地球辐射压、地球固体潮和海潮等，地球引力场模型为GRIM5-C1（2000）（120×120），行星历表采用 DE405，大气密度模型为MSIS2000。……