一种提高导航卫星星座自主定轨精度的方法研究高有涛1，徐波2，熊欢欢1(1．南京航空航天大学航天学院，南京210016;2．南京大学空间科学与天文学院，南京210093)摘要:针对近地导航卫星仅利用星间测距进行自主定轨时，因无法消除星座整体旋转误差而导致长期自主定轨精度不高的问题，提出了利用拉格朗日导航卫星星座与近地导航卫星星座联合仅利用星间测距进行自主定轨的方法。建立了拉格朗日轨道导航卫星星座和近地导航卫星星座联合仅利用星间测距进行自主定轨的动力学模型和观测模型。利用扩展Kalman滤波(EKF)算法和星间测距信息实现了拉格朗日轨道导航星座与近地导航星座的长期自主定轨。以4颗拉格朗日卫星组成的导航星座与12颗GPS卫星组成的近地导航星座作为仿真对象进行了仿真分析，仿真结果表明本文仅利用星间测距的联合自主定轨方法可以有效提高导航卫星星座的长期自主定轨精度。关键词:导航星座;自主定轨;拉格朗日点;星间测距中图分类号:V412.4文献标识码:A文章编号:1000-1328(2014)10-1165-11DOI:10．3873/j．issn．1000-1328．2014．10．009AMethodforImprovingAccuracyofAutonomousOrbitDeterminationforNavigationConstellationGAOYou-tao1，XUBo2，XIONGHuan-huan(1．CollegeofAstronautics，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China;Abstract:Anautonomousorbitdeterminationmethodusingonlycrosslinkrangemeasurementisproposedtoachievelong-termaccurateautonomousorbitdeterminationforacombinednavigationconstellationconstitutedbyanear-earthnavigationconstellationandaLagrangiannavigationconstellation．Thismethodisadvisedtosolvetheproblemthatrotationandtranslationoftheentirenear-Earthnavigationconstellationrelativetotheinertialreferenceframecanbringlargeerrortotheautonomousorbitdeterminationusingonlycross-linkrangemeasurement．Themodelofacombinednavigationconstellationconstitutedbyanear-EarthnavigationconstellationandaLagrangiannavigationconstellationisgiven．EKFmethodandonlycrosslinkrangemeasurementareusedtoachievelongtermautonomousorbitdeterminationofthecombinednavigationconstellation．ALagrangiannavigationconstellationcomposedoffoursatellitesandanear-earthnavigationconstellationconstitutedbytwelveGPSsatellitesarechosentoverifyfeasibilityandaccuracyofautonomousorbitdeterminationusingonlycrosslinkrangemeasurement．Simulationsshowthatthistechniquecanimprovetheaccuracyoflongtermautonomousorbitdeterminationforthenavigationconstellation．Keywords:Navigationconstellation;Autonomousorbitdetermination;Lagrangianpoint;Crosslinkrange来越重要的意义。拥有自主定轨能力的卫星导航系统不需要通过全球布站来提供支持，同时可以减轻有限的地面站的负担，提高卫星导航系统的安全性。0引言自主定轨能力对卫星导航系统的发展将具有越收稿日期:2013-07-23;修回日期:2013-09-16基金项目:国家自然科学基金(11078001);国家863项目(2012AA121602);高等学校博士学科点专项科研基金(20133218120037)---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1166宇航学报第35卷作为仿真对象，利用IGS星历作为仿真数据进行仿真实验。分析了不同仿真条件下，拉格朗日卫星仅利用星间测距进行自主定轨的定轨精度。然后给出了拉格朗日导航星座与近地导航卫星星座联合自主定轨结果，并与以往方法的自主定轨结果进行了比较。卫星导航系统的自主定轨既可以利用单星自主定轨方法［1－4］，通过系统中每颗卫星独立的自主定轨实现整个导航系统的自主定轨。也可以利用卫星之间的相对测量实现卫星导航系统的整网定轨。相对测量包括导航系统中卫星间的相对角度、相对距离和相对速度等信息。相对于卫星与一个表面不规则的天体之间的测量，两颗卫星之间的相对测量精度要高得多。因此利用导航卫星间的相对测量信息进行自主定轨是一个可行的方式。Yim等通过研究指...