分布式InSAR编队卫星精密绝对和相对轨道确定
2021-06-25张厚喆秦显平黄志勇谷德峰
邵 凯,张厚喆,秦显平,黄志勇,易 彬,谷德峰
1. 国防科技大学文理学院,湖南 长沙 410073; 2. 西安测绘研究所,陕西 西安 710054; 3. 信息工程大学, 河南 郑州 450001; 4. 中山大学物理与天文学院天琴中心,广东 珠海 519082
分布式干涉合成孔径雷达(interferometric synthtic aperture radar,InSAR)卫星系统在对地观测领域中发挥着重要的作用,可实现地面目标三维定位、地表形变和动目标检测等任务,是获得高精度全球数字高程模型的重要手段[1]。低轨卫星编队的高精度轨道和星间基线确定对分布式InSAR卫星系统任务的顺利实施至关重要,尤其是星间基线的确定精度直接影响系统的测高精度[2]。以德国的TanDEM-X任务为例,该任务由TerraSAR-X和TanDEM-X两颗卫星组成,是经过在轨验证并成功应用的分布式InSAR卫星系统典型代表。为了满足该系统2 m相对高程测量精度要求,其星间基线确定精度需达到每轴1~2 mm[3]。目前,基于星载GNSS数据的分布式InSAR编队卫星绝对和相对轨道确定是获得高精度轨道和基线产品的主要手段。基于该方法确定的TanDEM-X任务单星绝对轨道精度达到5 cm[4],双星相对轨道精度每轴可以达到1 mm左右[5-6]。天绘二号编队是我国第一代分布式InSAR编队卫星系统,由A星和B星两颗卫星组成,卫星运行在高度约512 km的太阳同步轨道上,正常工作模式下双星编队距离约几百米[7]。两颗卫星均搭载了双频GNSS接收机用于精密定轨,研究基于GNSS数据的绝对和相对定轨技术对其科学任务的实现与应用具有重要的意义。
基于星载GNSS数据的低轨卫星精密定轨方法主要有运动学法、动力学法和缩减动力学法。……
