一种面向卫星在轨自主任务规划的快速精准轨道预报方法

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作   者：

王密;  陈俊博;  皮英冬;  仵倩玉; 

作者机构：

武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室; 

关键词：

在轨自主任务规划;  权重定义与调整;  轨道预报;  成像参数初值;  两行根数; 

期刊名称：

武汉大学学报（信息科学版）

i s s n：

年卷期：

2024 年 006 期

页   码：

879-887,F0002

摘   要：

卫星在轨自主任务规划需要高精度的轨道预报数据,计算待观测目标的可成像时间窗口、成像姿态需求,结合其他约束条件来完成任务规划过程.针对卫星星上计算资源有限的情况,为了减少轨道预报过程的资源消耗、满足自主任务规划的需求,提出一种在长周期的轨道预报中预报精度高、资源消耗少的轨道预报方法.基于两行根数(two-line element,TLE)及简化普适摄动模型,以多条轨道数据作为输入,迭代计算生成TLE,完成轨道预报,并计算轨道预报误差和模拟观测目标的成像参数初值误差,进行定量评价.实验结果表明,所提方法仅需少量输入数据即可完成72 h的轨道预报,预报精度优于4 km,平均耗时12.76 s,在长周期的轨道预报中预报精度高、运行速度快;使用轨道预报数据计算模拟观测目标的开始成像时间误差优于0.2 s,三轴方向上的成像姿态初值误差均优于0.03°,小于智能遥感卫星珞珈三号01星相机成像过程姿态指向精度指标.所提方法预报精度高,需求的时空资源少,对于星上在轨自主任务规划具有重要意义.