2013年GPS卫星光压模型精化方法：提升自主定轨精度

本文探讨了在导航卫星自主定轨过程中对光压模型的精化方法及其影响。以GPS卫星为例，研究者提出了一种创新的方法，旨在改进太阳光压模型的精度。通过这种方法，卫星的升交点赤经和轨道倾角在180天内的预报误差被控制在±40毫秒弧秒（mas）范围内，这显著提升了自主定轨卫星在切向和法向方向的轨道精度。这种改进直接导致了用户测距误差的降低，尽管对卫星轨道的径向影响相对较小，但对钟差项的影响却微乎其微。 太阳光压摄动作为导航卫星的主要外部力之一，其精确建模对于卫星的自主定轨至关重要。传统的处理方式是基于短期轨道数据的动力学拟合来估计光压模型参数，然后进行长期预报。然而，这种方法往往依赖于有限的数据，可能导致长期预测的不准确性。作者的工作试图突破这一限制，通过更精细的模型精化，提高了对光压摄动力的精确描述，从而减少了整个星座整体旋转误差，进一步优化了自主定轨的效果。 卫星星座的整体旋转问题在自主定轨中是个挑战，因为它会引发观测数据的秩亏性，即卫星间的观测关系可能无法完全确定卫星的精确位置。通过约束升交点赤经等关键参数的长期预报值，文章提出的光压模型精化方法有助于减少这种不确定性，从而提高系统的稳定性和服务性能。 本文的研究对于提升导航卫星自主定轨的精度和可靠性具有重要意义，特别是在对抗太阳光压摄动这类复杂环境因素时，精细化的模型能更好地保障系统的战时生存能力和服务质量。同时，这也为中国北斗卫星导航系统等类似项目的自主定轨技术提供了有价值的参考。