大气阻力摄动下平均轨道根数在轨实时确定方法

摘要

为了满足卫星长期自主运行的任务需求,本文同时考虑了大气阻力摄动和非球形摄动带谐项两种摄动对卫星平均轨道根数的影响,提出了采用滤波算法在轨实时估计平均轨道根数的方法.基于指数大气密度模型推导了大气阻力摄动下平均轨道根数的变化率,分析了非球形带谐项摄动势函数对平均轨道根数的影响并推导了该影响下平均轨道根数变化率的通用计算方法,由此建立了滤波状态方程以及以瞬时轨道根数为观测量的量测方程并分析了测量噪声特性；为减小计算量以便于在轨实现,提出采用基于球形单边Sigma采样的平方根UKF (Unscented Kalman filter)滤波来估计平均轨道根数.数值仿真结果表明,该算法有效、精度较高且鲁棒性好,能够满足卫星长期自主在轨实时计算平均轨道根数的要求.