基于经验加速度建模补偿的低轨卫星轨道预报精度提升方法

【摘要】：低轨卫星是我国高分辨率对地观测系统重要组成部分,而轨道预报是低轨卫星应用中的一个关键问题,在对地观测、机动规划、碰撞规避等任务中都诸多的需求,提升低轨卫星轨道预报精度对于提高卫星的应用效率、改善系统整体性能具有重要意义。以提升低轨卫星轨道预报精度为目标,研究将经验加速度建模补偿技术用于轨道预报中。缩减动力学方法拟合卫星轨道的结果显示切向经验加速度随升交点角距呈现规律性的变化,建立经验加速度补偿模型对规律进行描述。补偿模型反映了动力学模型的误差规律,可通过在动力学方法中增加该补偿模型来提升轨道预报的精度。应用经验加速度补偿方法预报一天弧段长度的CHAMP和GRACE卫星的轨道,结果显示,该方法的预报误差分别为121.52m和22.33m,相较纯动力学方法的245.36m和41.20m,该方法分别提升了50.47%和45.77%的预报精度;该方法对于短时预报的提升效果更加显著,轨道预报时刻距离初始时刻越近,经验加速度补偿方法对于预报精度的提升能力越强,实验结果表明两小时内的精度提升可以达到80%以上。

【作者单位】：国防科技大学文理学院 中山大学物理与天文学院
【基金】：动态高精度卫星轨道大气密度拖曳模型研究(30505020402) TIEGCM模拟数据驱动的大气密度校准主成分分析方法研究(614221001060417)资助课题
【分类号】：V412.41