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基于光学测角数据的风云四号同步轨道卫星精密定轨

2021-12-21刘思语黄勇毛银盾贾耀红鲁文强黄乘利郑景辉杨鹏

中国空间科学技术 2021年6期

刘思语,黄勇,毛银盾,贾耀红,鲁文强,4,黄乘利,3,郑景辉,杨鹏

1. 中国科学院上海天文台,上海 200030 2. 中国科学院大学 天文与空间科学学院,北京 100049 3. 上海科技大学 物质学院,上海 201210 4. 国家卫星气象中心,北京 100081

1 引言

风云四号气象卫星于2016年12月11日由西昌卫星发射中心成功发射系列第一颗卫星(以下称FY-4A)并于2017年9月25日正式交付用户使用,是中国第二代静止轨道气象卫星,用于在地球同步轨道带上进行高效、稳定、连续的气象观测[1]。

FY-4A目前采用无线电测距技术实现对卫星的精密定轨,岁差章动模型参考IAU1976,N体摄动模型参考DE405历表,采用数值求解二阶微分方程组的KSG定步长线性多步积分器求解动力学方程,重叠1 h轨道的内符合精度优于20 m。FY-4A卫星定点于东经99°,地面五个跟踪站(北京,佳木斯,广州,乌鲁木齐,腾冲)同时进行观测,数据采样率为1 s,观测模式为每小时或每半小时连续观测10 min,每日轨控一次,获取得到S波段与L波段的测距信号,对测距数据经过系统差标校后,利用双频改正方法进行电离层延迟改正,每个测站配备自动气象站,为大气折射修正提供气压、温度、湿度等参数。

对于大部分地球同步轨道卫星(GEO)定轨,国内现阶段除了光学测角手段之外,还包括无线电测距、激光测距(SLR)、雷达等技术[2]。宋叶志等基于多台站双频双程测距数据计算风云四号气象卫星轨道,通过轨道重叠分析,在非变轨时期获得20 m的定位精度[3];刘凯等采用一发多收的转发式测定轨方法测量北斗导航卫星的轨道,精度达到10 m[4];……

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