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题目:卫星轨道预报特性分析

关键词:朗格朗日摄动方程,傅立叶变换,小波变换,星历压缩

  摘要

卫星的实时星历可以用于姿态确定,天线定向控制,以及当星载上行数据丢失的情况下,进行自主导航。一个好的星历算法应该同时兼顾计算时间少,计算精度高,占取的内存空间小及算法的稳定性高等特点。由于受到星载计算机计算能力和存储容量的制约,算法的精确度和简单性往往不可兼得,二者是相互制约的。因此,研究导航卫星星历压缩的生成算法,不仅对用户导航定位算法以及高精度大地测量具有重要意义,而且对卫星定位导航系统导航电文参数的设计具有重要的参考价值。本文提出了两种星历压缩算法。第一个方法是应用多重傅立叶变换对导航星历进行压缩。这个算法根据轨道运动长短周期的特性,通过对轨道要素的多重傅里叶变换进行的卫星星历压缩,该算法具有形式简单、易于实现、还原精度较高的特性。另外一个是对摄动力加速度进行压缩的星历压缩算法,该算法的思想是把拉格朗日摄动方程的矢量式中的变量看作是轨道要素的广义加速度。假设能够记录卫星轨道运动过程中的全部加速度,并且展开后的函数具有可积的性质。采用傅立叶级数对加速度和纬度幅角进行处理,从而得出了一套只用简单函数表达的压缩星历。最后采用不同的小波基和小波包基函数对星历信号进行压缩,压缩信号与原始信号的误差很小,并找出了星历信号压缩的最优小波基。