浙江大学皮星二号实时精密自主定轨算法与半实物仿真

本文研究了基于星载GPS的简化动力学实时精密自主定轨模型和算法，并将实时自主定轨软件应用于浙江大学皮星二号（ZDPS-2）在轨飞行任务中去。本文阐述了软件所采用的动力学模型、观测模型和估计算法框架，以及实现时所采取的可靠性设计方法。在此基础上，利用GRACE卫星GPS接收机在轨数据，对该自主研发的实时精密自主定轨软件进行了验证。结果表明：实时定轨位置精度在X、Y、Z三轴上的RMS（Root-Mean-Square）值分别为1.3133 m、0.9052 m、0.9648 m，速度精度在X、Y、Z三轴上的RMS值分别为2.1 mm/s、1.2 mm/s、1.5 mm/s，接近国际研究水平。此外，基于皮星二号任务载荷-微型单频GPS接收机进行了半实物仿真试验。结果表明：定轨位置精度达到5 m左右，速度精度达到10 mm/s以内，与接收机自身定轨软件解算结果对比，定轨精度得到大幅提升，使其能满足一般皮纳卫星的应用需求。