淡鹏, 李恒年, 张定波, 王丹

(1.西安卫星测控中心 宇航动力学国家重点实验室, 陕西 西安 710043;2.西安卫星测控中心 技术部, 陕西 西安 710043)

0 引言

基于扩频及统一S波段测控设备的外测测量数据是卫星实时轨道计算使用的一种重要观测数据。由于此类数据中的测距、测速、测角等信息在实际采集及传输过程中不在一帧数据中存在,从而给同时使用这些数据的实时滤波轨道确定计算带来一些问题,即需要先将此类数据通过时标的插值对齐及数据拼接,转换为信息完备的数据帧使用。而这种数据的插值对齐及拼帧操作不但增加了数据处理的复杂度,而且不可避免地带来精度损失,在对齐算法有缺陷时还会引起其他问题。因而,在实时滤波轨道计算中直接使用非完备观测数据成为提高计算精度的有效方法之一。文献[1]采用“当前”统计模型和UKF算法,给出了一种多测速系统实时定轨算法。文献[2]提出了一种基于扩展卡尔曼粒子滤波的仅测角卫星被动跟踪算法。文献[3]利用EKF原理,提出了一种单星仅测角滤波定轨跟踪算法。文献[4]联合了星间测距和测速数据,利用参数加权平差算法来提高星座定轨精度。文献[5]对定位与测速数据融合重建轨道方法进行了研究。但这些算法基本上是针对外测数据中固定的一种或几种观测信息的使用,没有将各种非完备观测数据综合利用。

本文在UKF算法和EKF算法研究的基础上,通过在计算过程中进行变维矩阵及向量运算的方法将各类非完备外测观测数据进行混合使用,并对其实现过程和使用效果进行了分析。……