LEO卫星轨道预报精度分析_王亚菲
风云三号_E_星空间环境载荷综合探测技术
北京大学学报(自然科学版) 第60卷 第1期 2024年1月Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, Vol. 60, No. 1 (Jan. 2024)doi: 10.13209/j.0479-8023.2023.096风云三号E星空间环境载荷综合探测技术沈国红1,2,†黄聪3,4张鹏飞5张效信3,4王金华5李佳薇3,4宗位国3,4张珅毅1,2张贤国1,2孙越强1,2杨勇5张焕新1,2邹鸿6王劲东1,2孙莹1,2白超平1,2田峥1,21.中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190;2.北京市空间环境探测重点实验室, 北京 100190;3.中国气象局国家卫星气象中心北京市空间天气重点实验室, 北京 100081; 4.许健民气象卫星创新中心, 北京 100081; 5.上海卫星工程研究所, 上海 201109; 6.北京大学地球与空间科学学院, 北京摘要针对中国风云三号卫星运行的低地球太阳同步轨道, 开展空间环境及粒子辐射效应监测, 提出基于空间环境监测器Ⅱ型载荷的综合探测技术。
在各载荷技术指标的地面研制过程中, 通过标准放射源、等效信号源、粒子加速器和标准磁场等不同方式进行标定和实验验证。
结果表明, 多方向全能谱粒子探测的能量范围为30keV~300MeV, 精度优于10%; 磁场强度测量范围为−65023~+65023nT, 精度优于0.73nT; 电位探测范围为−32.4~+23.7kV, 灵敏度优于10V; 辐射剂量探测范围为0~3×104rad(Si), 灵敏度优于8.3rad(Si)。
通过空间环境监测器Ⅱ型载荷对卫星运行轨道上的粒子辐射环境、原位磁场矢量变化、辐射剂量累积以及卫星表面电位变化等进行观测, 可以为航天活动、卫星设计、空间科学研究及空间天气预警预报业务提供必要的数据支撑。
关键词空间环境; 粒子探测; 电位探测; 辐射剂量; 磁场探测Comprehensive Detection Payload Technology for SpaceEnvironment of FY-3E SatelliteSHEN Guohong1,2,†, HUANG Cong3,4, ZHANG Pengfei5, ZHANG Xiaoxin3,4, WANG Jinhua5,LI Jiawei3,4, ZONG Weiguo3,4, ZHANG Shenyi1,2, ZHANG Xianguo1,2, SUN Yueqiang1,2, YANG Yong5, ZHANG Huanxin1,2, ZOU Hong6, WANG Jindong1,2, SUN Ying1,2,BAI Chaoping1,2, TIAN Zheng1,21. National Space Science Center, Chinese Academy of Science, Beijing 100190;2. Beijing Key Laboratory of Space EnvironmentExploration, Beijing 100190; 3. Key Laboratory of Space Weather, National Satellite Meteorological Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081; 4. Innovation Center for FengYun Meteorological Satellite (FYSIC), Beijing 100081;5. Shanghai Institute of Satellites Engineering, Shanghai 201109;6. School of Earth and Space Sciences,Abstract To monitor the space environment and its effects in the low-Earth sun-synchronous orbit of China’s FY-Ⅱ3 satellite, a comprehensive detection technology based on the type loads of the space environment monitor isproposed. In the process of ground development, various technical indicators of the space environment compre-hensive detection payload have been calibrated and experimentally verified by different methods such as standard radiation source, equivalent signal source, particle accelerator and standard magnetic field. The results show that the multi-direction full-spectrum particle detection achieves an energy range of 30 keV–300 MeV, with the accuracy of ≤10%. The magnetic field detection realizes the measurement range of −65023–+65023 nT, with the accuracy of ≤0.73 nT. The potential detection realizes the measurement range of −32.4–+23.7 kV, with the sensitivity of ≤10V.The detection of radiation dose realizes the measurement range of 0–3×104 rad (Si), with the sensitivity of ≤8.3 rad国家自然科学基金(41931073)和国家重点研发计划(2021YFA0718600)资助收稿日期: 2023–01–29; 修回日期: 2023–02–28145北京大学学报(自然科学版) 第60卷 第1期 2024年1月146(Si). Through comprehensive observation of particle radiation environment, change of in-situ magnetic field vector, radiation dose accumulation and change of satellite surface potential in satellite operation orbit, the space environ-ment monitor provides necessary data support for space activities, satellite design, space science research and space weather early warning and prediction.Key words space environment; particle detection; potential detection; radiation dose; magnetic field detection风云三号(FY-3)气象卫星是实现全球、全天候、多光谱、三维、定量遥感的我国第二代极轨气象卫星系列, 包括 01 批、02 批、03 批和已规划的04 吉林农业大学批共 4 个批次。
基于SGP4模型的空间站轨道精度分析
基于SGP4模型的空间站轨道精度分析
徐玲玲;赵航;宋静;陈书芃;潘志兵
【期刊名称】《全球定位系统》
【年(卷),期】2024(49)2
【摘要】针对在地面站天线对空间站观测任务中,通常基于卫星工具包(satellite tool kit,STK)软件规划出天线对空间站的方位角和俯仰角,实现天线对空间站的自动跟踪.为了保证天线跟踪的准确性和可靠性,需要定期计算出准确的空间站轨道和天线的方位俯仰角,并更新规划任务.因此科学分析与评估空间站两行轨道根数(two line elements,TLE)长期预报精度,对地面站实现空间站的精准跟踪具有重要意义.本文以中国空间站(China Space Station,CSS)梦天实验舱为例,基于TLE数据,利用STK软件提供的简化常规摄动规模型(simplified general perturbations4,SGP4)模型计算空间站轨道以及空间站相对于西安地面站的方位角和俯仰角,并分析不同策略下的精度效果.试验结果表明:在第二天更新空间站的TLE,可以获得较好的轨道结果,从而更好地保障天线的跟踪精度.
【总页数】8页(P98-105)
【作者】徐玲玲;赵航;宋静;陈书芃;潘志兵
【作者单位】中国科学院国家授时中心
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.基于SGP4模型的卫星轨道预报与精度分析
2.SGP4/SDP4模型用于空间碎片轨道预测的精度分析
3.基于SGP4模型的卫星轨道计算
4.基于SGP4模型的空间站跟踪算法
5.基于SGP4模型的卫星跟踪精度分析
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低轨卫星星载gnss精密定轨的精度检核方法
第３５卷第１１期２０１０年１１月武汉大学学报·信息科学版ＧｅｏｍａｔｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．３５Ｎｏ．１１Ｎｏｖ．２０１０收稿日期：２０１０ ０９ １５。
项目来源：国家自然科学基金资助项目（４０８７４００４）；国家９７３计划资助项目（２００６ＣＢ７０１３０１）。
文章编号：１６７１ ８８６０（２０１０）１１ １３４２ ０４文献标志码：Ａ低轨卫星星载犌犖犛犛精密定轨的精度检核方法周晓青１，２ 胡志刚１ 张新远３（１ 武汉大学测绘学院，武汉市珞喻路１２９号，４３００７９）（２ 国家测绘局卫星测绘应用中心，北京市海淀区莲花池西路２８号，１００８３０）（３ 中国船舶重工集团总公司第７０７研究所，天津市６３号信箱，３００１３１）摘 要：基于星载ＧＮＳＳ的低轨卫星精密定轨是目前大地测量领域的研究热点，也是解决我国对地观测卫星精密轨道确定最有效的手段。
讨论了目前低轨卫星星载ＧＮＳＳ精密定轨的精度评价方法，并通过对ＧＲＡＣＥ卫星的实测和仿真数据的处理和分析，讨论了这些方法在不同观测条件下的有效性与局限性。
关键词：星载ＧＮＳＳ；低轨卫星；精密定轨；精度评价中图法分类号：Ｐ２２８．４１ 目前，卫星轨道精度评价方法可分为以下两类：①内符合精度检验。
内符合精度指的是在进行卫星轨道精度评价时未使用到其他的独立观测数据或处理结果，而是依靠卫星定轨过程中获得的相关数据或结果来进行分析。
这些方法包括观测数据残差统计、轨道重叠部分偏差统计、轨道衔接点的坐标偏差以及不同数据处理策略与软件结果比较等［１ ３］。
②外符合精度检验。
利用未参与精密定轨系统的其他观测系统数据实施卫星轨道精度的检验，如ＳＬＲ数据等。
除ＳＬＲ数据外，根据不同低轨卫星的特点及其所具备的条件，还可以获得其他观测数据来进行轨道精度检验，如ＣＨＡＭＰ卫星上的加速度计、ＧＲＡＣＥ卫星的Ｋ波段观测值［４］以及ＤＯＲＩＳ系统［５］等。
高分十四号激光测量系统在轨几何定标与初步精度验证
第 31 卷第 11 期2023 年 6 月Vol.31 No.11Jun. 2023光学精密工程Optics and Precision Engineering高分十四号激光测量系统在轨几何定标与初步精度验证曹彬才1，2*，王建荣1，2，胡燕1，2，吕源1，2，杨秀策1，2，卢学良1，2（1.地理信息工程国家重点实验室，陕西西安 710054；2.西安测绘研究所，陕西西安 710054）摘要：高分十四号卫星搭载了一台三波束激光测距系统，用于辅助双线阵光学相机开展全球1∶10 000无地面控制点立体测图。
由于振动及环境等因素变化，激光测高仪的几何参数相比实验室测量参数会发生改变，必须开展高精度在轨几何定标。
针对高分十四号激光载荷的特点，构建了激光测高严格几何模型，在大气改正、潮汐改正的基础上，利用地面探测器阵列捕获的激光光斑开展激光器在轨几何定标与精度验证。
实验结果表明：高分十四号激光测量系统标定后3个波束的高程精度（1σ）分别优于0.190，0.256和0.220 m，达到设计指标，可作为高程控制点开展业务化生产。
关键词：高分十四号卫星；激光测高仪；在轨几何定标；精度验证；高程控制点中图分类号：P237 文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20233111.1631On-orbit geometric calibration and preliminary accuracy verification of GaoFen-14 （GF-14） laser altimetry system CAO Bincai1，2*，WANG Jianrong1，2，HU Yan1，2，LÜ Yuan1，2，YANG Xiuce1，2，LU Xueliang1，2（1.State Key Laboratory of Geo-information Engineering， Xi'an 710054， China；2.Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping， Xi'an 710054， China）* Corresponding author， E-mail： cbconthe-way@Abstract： The Gaofen-14 （GF-14） satellite is equipped with a three-beam laser altimeter system aimed at assisting the two linear-array optical camera to perform global 1∶10 000 mapping without ground control points. Owing to mechanical vibration and environmental changes， the geometric parameters of the laser altimeter would deviate from those measured in the laboratory； thus， it is necessary to perform high-preci⁃sion on-orbit geometric calibration. In this study， a strict geometric model of the laser footprint was con⁃structed according to the characteristics of the GF-14 laser load. Through atmospheric correction and tidal correction， the laser spot captured by the ground detector array was used to perform on-orbit geometric cal⁃ibration and accuracy verification. The test results indicate that the elevation accuracies of the GF-14 three-beam laser altimeter are 0.190， 0.256， and 0.220 m， which satisfy the design target and can be used as the elevation control point for operational production.文章编号1004-924X（2023）11-1631-10收稿日期：2022-11-04；修订日期：2022-11-28.基金项目：地理信息工程国家重点实验室自立项目（No.D19901-SKLGIE2022-ZZ-01）；青年自主创新科学基金资助项目（No.2023-01）第 31 卷光学精密工程Key words： GF-14 satellite；laser altimeter；on-orbit geometric calibration；accuracy verification；eleva⁃tion control point1 引言星载对地观测激光雷达通过向地面发射激光脉冲，探测激光器到目标之间的距离，结合卫星姿态、位置及激光指向信息，获得激光足印点精确的三维空间坐标。
基于GPS广播星历的卫星位置拟合精度分析
ｍ＝ ， ± ＝√
ｍ一 ±／ ． 匦
式 中 １为检核 点 的数 目。 ＂ ｌ
点位 中误 差 为
＝＝＝
（ ８ ）
利 用 ４ ：Ｏ 的 广 播 星 历 轨 道 参 数 计 算 从 ０ ３： ０ ０ ～５： ０每 隔 １ ｎ的卫 星坐 标 作 为 拟合 点 ０ ０ｍｉ 坐标 ， １ 拟 合 点 ， 后 在 该 时段 内每 ２ｍｉ 共 ３个 然 ｎ取
万 亚 豪 ， 书毕 ， 东 阳 张 侯
（ 国矿 业 大 学 环 境 与 测 绘 学 院 ， 苏 徐 州 ２ １ ０ ） 中 江 ２０ ８
摘 要 ： 在通过广播星历求解卫星坐标时 ， 利用切 比雪夫 多项式拟 合卫星位 置提高计算 的效率 。介绍切 比雪夫多项 式拟合 的原理 ， 通过算例分析用切 比雪夫多项式拟合卫星位置 的精度 ， 并研究多项 式阶数 以及 拟合点时 间间隔对拟 合精度 的影 响。结果表 明， 在一定范 围内， 多项式 的阶数越高 ， 拟合精度越高 ， 拟合点 时间间隔越短 ， 拟合精度越高 。 关键 词 ： 广播星历 ； 比雪夫 多项式 ； 切 卫星位置 ； 拟合精度
ｆｔｉ ｇ ｃ ｎ ｉ ｐ ｏ ｅｔ ｅｃ ｍｐ ｔ ｇ ｅ ｆｃｅ ｃ ．Ｔｈ ａ ｅ ｔ ｏ ｕ ｅ ｈ ｈ ｏ ｙ ｏ ｈ ｅ ｙ ｈ ｖ ｐ ｌ ｎ ｍ ｉｌ ｉ ｎ ａ ｔ ｍ ｒ ｖ ｈ ｏ ｕ ｉ ｆｉｉ ｎ ｙ ｎ ｅｐ ｐ ｒｉ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｆｔ ｅＣｈ ｂ ｓ ｅ ｏ ｙ ｏ ａ ｎ ｆｔｉ ｇ，ｔ ｅ ｎ ｌ ｓ ｄ ｔ ｅ ｆｔｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ｆ Ｃｈ ｂ ｓ ｅ ｏ ｙ ｏ ｉ ｌ ｙ ｅ ａ ｌ ｓ ｎ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｎ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｉ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｅ ｙ ｈ ｖ ｐ ｌ ｎ ｍ ａ ｘ ｍｐ ｅ ，ａ ｄ ｄ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｔ ｂ ｉ ｆ ｅ ｃ ｓ ｏ ｏ ｙ ｏ ｉ ｌ ａ ｋ ｎ ｉ ｅ ｉ ｔ ｒ ａ ｓ ｏ ｈ ｉｔ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｗｉｈ ａ ｎ ｌ ｎ ｅ ｆ ｐ ｌ ｎ ｍ ａ ｎ ｓａ ｄ ｔ ｎ ｅ ｖ ｌ ｎ ｔ ｅ ｆ ｉ ｃ ｕ ａ ｙ ｕ ｒ ｍ ｔｎ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｔ ｃ ｒ ａ ｎ ｒ ｎ ｅ ｈ ｉ ｈ ｒ ｔ ｅ ｐ ｌ ｎ ｍ ｉ ｌ ａ ｋ ，ｔ ｅ ｍｏ ｅ ａ ｃ ｒ ｔ ｈ ｉｔ ｇ ｔ ｅ ｓ ｏ ｔ ｒ ｔ ｅ ｔｍｅ ｉ ｔ ｒ ｅ ｔ ｉ ａ ｇ ，ｔ ｅ ｈ ｇ ｅ ｈ ｏ ｙ ｏ ａ ｎ ｓ ｈ ｒ ｃ ｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｆ ｉ ； ｈ ｈ ｒ ｅ ｈ ｉ ｎ ｅ — ｒ ｔｎ
基于经验加速度的低轨卫星轨道预报新方法
基于经验加速度的低轨卫星轨道预报新方法王文彬;刘荣芳【期刊名称】《空间科学学报》【年(卷),期】2015(035)006【摘要】研究将定轨过程中的经验加速度应用于地球低轨卫星轨道预报的新方法.利用GPS伪距观测数据和简化动力学最小二乘批处理方法对地球低轨卫星定轨,其中卫星位置、速度及大气阻力系数和辐射光压系数可以直接用于轨道预报.作为简化动力学最重要特征的经验加速度呈现准周期、余弦曲线特点,可通过傅里叶级数拟合建模.确定性动力学模型与补偿大气阻力模型误差的切向经验加速度级数拟合模型组成增强型动力学模型用于提高轨道预报精度.应用GRACE-A星载GPS伪距观测数据和IGS超快星历定轨并进行轨道预报,结果表明轨道预报初值位置精度达到0.2m,速度精度达到1×10-4 m·s-1,预报3天位置精度优于60 m,比只利用确定性动力学模型进行预报精度平均提高2.3倍.先定轨后预报的模式可用在星上自主精确导航系统中.【总页数】6页(P715-720)【作者】王文彬;刘荣芳【作者单位】中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094;中国科学院光电研究院北京100094【正文语种】中文【中图分类】V412【相关文献】1.基于三线摆法和Origin7.0软件测定重力加速度新方法的研究 [J], 黄佳峰;赵楠;夏雪琴2.基于MRPs/NPUPF的地磁/加速度计测量的姿态估计新方法 [J], 郭庆;魏瑞轩;许洁;胡明朗3.基于GPS的低轨卫星简化解析法轨道预报 [J], 柳青松;刘峰;巨涛4.基于单站短弧段光学观测的低轨卫星轨道预报算法 [J], 潘晓刚;周海银;王炯琦;娇媛媛5.一种基于加速度计和天文的卫星自主导航新方法 [J], 王鹏;张迎春因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。