CHAMP卫星的几何定轨与动力补偿关键技术研究

本文主要探讨了CHAMP卫星的纯几何定轨技术及其在动力平滑过程中的动力模型补偿策略。CHAMP卫星是由德国GFZ提出的科研项目，目标是利用其独特的近地轨道获取精确的重力场模型，并研究地球电磁场和大气环境。这种轨道设计使得CHAMP卫星在科学研究上极具价值，但也带来了动力环境影响显著的问题，特别是低轨道下的大气阻力难以准确模拟，对精密定轨尤其是动力学定轨构成了挑战。 自从2000年7月15日CHAMP卫星发射以来，星载GPS数据的积累为精确定轨提供了丰富的资源。传统的动力法轨道通过增加经验参数来补偿动力模型的不足，而简化动力轨道则试图解决随机过程中的动态问题。然而，这些方法在动力模型粗糙的情况下，轨道精度会受到影响。相比之下，纯几何定位（PPP）方法完全依赖于观测数据，不受动力模型制约，但对观测数据的质量依赖度高，可能影响结果的可靠性。 本文作者刘经南、赵齐乐和张小红针对这一问题，提出了一种半参数动力平滑方法。这种方法旨在通过引入非参数项来吸收动力模型的误差，从而在保持几何定轨的直观性和不受动力模型影响的同时，提高轨道精度。半参数法结合了参数和非参数的特性，既能利用模型的部分结构，又能适应模型不确定性，为CHAMP卫星在复杂动力环境下的精确定轨提供了一个有效途径。 该研究对于改进CHAMP卫星的轨道确定技术具有重要意义，特别是在处理低轨道卫星所面临的动力学挑战时，半参数动力平滑方法展示了其在提高轨道精度和稳定性的潜在优势。这不仅有助于提升卫星数据的科学利用价值，也为其他类似项目的精密定轨提供了新的思考方向和技术支持。