TDRSS星载导航系统(TONS)的星上构型和算法

摘要

NASA戈达德空间飞行中心(GSFC)目前正在研制跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的星上导航系统(TONS),旨在为TDRSS及其后继星TDRSS-Ⅱ的用户提供星上高精度自主导航信息.在探测器平台/远紫外探测器(EP/EUVE)任务上已经进行了一次TONS试验。EP/EUVE任务计划于1992年5月发射,用于飞行验证使用前向链路定时跟踪业务的系统。本文概述了TDRSS的星载导航系统,它既可用于EP/EUVE试验又可用于未来的TONS用户。讨论了系统设计目标,给出了TONs研制三个阶段的运行框架。文中描述了TONs研制的第一个阶段,即在EP上进行试验,内容包括硬件特性、信号采集过程、星上数据采集以及在TONS地面支持系统(TGSS)的飞行仿真环境中进行的地面数据处理。TONs的第二个研制阶段是开发一个完整的TONS I系统,它在星上利用前向链路S波段定时业务提供的多卜勒数据确定轨道和频率。文中对该阶段进行的试验进行了评估并提出改进措施,另外还提出了一种保持星上时间与ToNs Ⅰ时间同步的方法。第三个阶段,即TONSⅡ系统,利用不定时前向链路S波段信标业务连续产生的多卜勒数据和伪距数据在星上确定轨道、时间和频率。文中描述了支持TONs Ⅱ所需的改进。