CN110058287A - 一种低轨卫星定轨方法、装置及*** - Google Patents

一种低轨卫星定轨方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种低轨卫星定轨方法及装置，首先接收导航卫星发送的广播星历，根据广播星历计算获得导航卫星的轨道以及钟差。然后，接收地面***发送的定位信息的修正信息，以对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息。再采用修正后的定位信息以及观测数据对低轨卫星进行定轨。即，本申请实施例引入定位信息的修正信息，利用准确的修正后的定位信息对低轨卫星进行定轨，从而提高低轨卫星的定轨精度。

Description

一种低轨卫星定轨方法、装置及***
技术领域
本申请涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种低轨卫星定轨方法、装置及***。
背景技术
随着全球导航卫星***(Global Navigation Satellite System，GNSS)技术的不断发展，其全球性、高精度以及低成本等特点，使得GNSS测量技术逐渐成为低轨卫星定位的主要技术手段。低轨卫星搭载GNSS接收机，以实时获取GNSS观测数据和GNSS卫星发送的广播星历，其中，GNSS观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值。在实际定轨时，先利用广播星历确定导航卫星的位置和钟差，再根据导航卫星的位置、钟差以及观测数据确定低轨卫星的位置。然而，由于广播星历自身均存在误差，低轨卫星在利用广播星历和观测数据进行定轨时，会导致定轨精度仅能达到0.3-0.5米。伴随着各类领域的不断发展，对低轨卫星定轨的要求更高，通常达到厘米级。显然，现有的卫星定轨方法难以满足行业发展需求。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种卫星定轨方法、装置及***，以提升卫星定轨精度。
为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：
本申请实施例第一方面，提供了一种低轨卫星定轨方法，所述方法应用于所述低轨卫星，所述方法包括：
获取导航卫星的广播星历和观测数据；
根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面***获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；
采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。
在一种可能的实现方式中，所述修正信息是由所述地面***根据地面***的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。
在一种可能的实现方式中，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
在一种可能的实现方式中，所述轨道改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；
所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面***根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；
所述导航卫星的轨道是由所述地面***根据所述广播星历获得的；
所述钟差改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；
所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面***根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；
所述导航卫星的钟差是由所述地面***根据所述广播星历获得的。
在一种可能的实现方式中，所述采用所述修正后的轨道和所述修正后的钟差以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨，包括：
根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；
计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；
当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨道。
在一种可能的实现方式中，所述基于地面***获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：
判断所述定位信息以及所述修正信息的时间信息是否匹配；
如果匹配，对所述定位信息进行修正。
在一种可能的实现方式中，所述在对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：
根据所述地面***获取并发送来的完好性信息，判断所述修正信息是否可用；所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记；
如果是，则对所述定位信息进行修正。
本申请实施例第二方面，提供了一种低轨卫星定轨方法，所述方法应用于地面***，所述方法包括：
获取导航卫星的观测数据和广播星历；
根据地面***的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息；所述修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息；所述修正后的定位信息以及所述低轨卫星获得的所述导航卫星的观测数据用于所述低轨卫星进行实时定轨。
在一种可能的实现方式中，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
在一种可能的实现方式中，所述根据地面***的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息，包括：
根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道；
根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道；
根据所述实时精密轨道和所述导航卫星的轨道，获得所述导航卫星的轨道改正数；
根据所述观测数据和所述实时精密轨道，获得所述导航卫星的实时精密钟差；
根据所述广播星历获得述导航卫星的钟差；
根据所述实时精密钟差和所述导航卫星的钟差，获得所述导航卫星的钟差改正数。
在一种可能的实现方式中，所述根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道，包括：
根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道，以确定为所述导航卫星轨道的初值；
根据所述地面***的位置、所述观测数据对所述导航卫星轨道的初值进行修正，将修正后的所述导航卫星轨道确定为所述导航卫星的实时精密轨道。
在一种可能的实现方式中，所述定位信息是由所述低轨卫星根据获取的所述导航卫星的广播星历获得的。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述修正信息获得完好性信息，所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记。
本申请实施例第三方面，提供了一种低轨卫星定轨***，所述***包括：地面***、低轨卫星；
所述地面***，用于执行第一方面所述的方法；
所述低轨卫星，用于执行第二方面所述的方法。
本申请实施例第四方面，提供了一种低轨卫星定轨装置，所述装置应用于所述低轨卫星，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取导航卫星的广播星历和观测数据；
修正单元，用于根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面***获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；
第一计算单元，用于采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。
在一种可能的实现方式中，所述修正信息是由所述地面***根据地面***的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。
在一种可能的实现方式中，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
在一种可能的实现方式中，所述轨道改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；
所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面***根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；
所述导航卫星的轨道是由所述地面***根据所述广播星历获得的；
所述钟差改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；
所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面***根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；
所述导航卫星的钟差是由所述地面***根据所述广播星历获得的。
在一种可能的实现方式中，所述第一计算单元，包括：
第一获取子单元，用于根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；
第一计算子单元，用于计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；
第一确定子单元，用于当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨道。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第一判断单元，用于判断所述定位信息以及所述修正信息的时间信息是否匹配；
所述修正单元，具体用于当所述第一判断单元的判断结果为匹配时，则利用所述修正信息对所述定位信息进行修正。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第二判断单元，用于根据所述地面***获取并发送来的完好性信息，判断所述修正信息是否可用；所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记；
所述修正单元，具体用于当所述第二判断单元的判断结果为所述修正信息可用时，对所述定位信息进行修正。
本申请实施例第五方面，提供了一种低轨卫星定轨装置，所述装置应用于地面***，所述装置包括：
第二获取单元，用于获取导航卫星的观测数据和广播星历；
第二计算单元，用于根据地面***的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息；所述修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息；所述修正后的定位信息以及所述低轨卫星获得的所述导航卫星的观测数据用于所述低轨卫星进行实时定轨。
在一种可能的实现方式中，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
在一种可能的实现方式中，所述第二计算单元，包括：
第二计算子单元，用于根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道；
第三计算子单元，用于根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道；
第四计算子单元，用于根据所述实时精密轨道和所述导航卫星的轨道，获得所述导航卫星的轨道改正数；
第五计算子单元，用于根据所述观测数据和所述实时精密轨道，获得所述导航卫星的实时精密钟差；
第六计算子单元，用于根据所述广播星历获得述导航卫星的钟差；
第七计算子单元，用于根据所述实时精密钟差和所述导航卫星的钟差，获得所述导航卫星的钟差改正数。
在一种可能的实现方式中，所述第二计算子单元，包括：
第二确定子单元，用于根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道，以确定为所述导航卫星轨道的初值；
第三确定子单元，用于根据所述地面***的位置、所述观测数据对所述导航卫星轨道的初值进行修正，将修正后的所述导航卫星轨道确定为所述导航卫星的实时精密轨道。
在一种可能的实现方式中，所述定位信息是由所述低轨卫星根据获取的所述导航卫星的广播星历获得的。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第三获取单元，用于根据所述修正信息获得完好性信息，所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记。
由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：
本申请实施例低轨卫星首先获取导航卫星的广播星历和观测数据，根据广播星历计算获得导航卫星的定位信息。然后，接收地面***发送的定位信息的修正信息，并对定位信息进行修正，获取修正后的定位信息。最后，采用修正后的定位信息以及观测数据对低轨卫星进行定轨。可见，本申请实施例引入定位信息的修正信息，利用修正后的定位信息对低轨卫星进行定轨，提高定轨精度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨示例场景图；
图2为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种低轨卫星定轨方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的又一种低轨卫星定轨方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨框架图；
图6为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨***结构图；
图7为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨装置结构图；
图8为本申请实施例提供的另一种低轨卫星定轨装置结构图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
为便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的发现过程进行说明。
发明人经过研究发现，低轨卫星在利用GNSS进行定轨时，由于受实时性和自主性的条件限制，通常情况下，利用广播星历计算获得导航卫星的轨道和钟差，再根据导航卫星的轨道、钟差和GNSS观测数据确定低轨卫星的轨道。然而，由于广播星历自身存在误差较大，导致低轨卫星利用不精确的基准信息(导航卫星的轨道和钟差)进行实时定轨，影响低轨卫星的定轨精度。
基于此，本申请实施例提供了一种低轨卫星定轨方法，具体为，低轨卫星在利用导航卫星发送的广播星历获得导航卫星的定位信息，并接收地面***发送的定位信息的修正信息，以对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息。再采用修正后的定位信息以及观测数据对低轨卫星进行定轨。即，利用准确的定位信息对低轨卫星进行定轨，从而提高低轨卫星的定轨精度。
为便于理解本申请实施例的技术方案，下面将先对本申请实施例的实际应用场景进行说明。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨应用场景示例图，在本实施例中，为实现低轨卫星定轨，可以包括地面***、低轨卫星。
其中，地面***可以通过全球GNSS跟踪站实时获取导航卫星的观测数据以及广播星历，然后根据地面***的位置、观测数据和广播星历计算获得关于导航卫星的修正信息，并将修正信息发送给低轨卫星，以使得低轨卫星根据修正信息对自身计算获得的导航卫星的定位信息进行修正，获得修正后的定位信息。最后，低轨卫星根据修正后的定位信息以及观测数据进行定轨。
需要说明的是，考虑到修正信息有效时间非常有限，需要频繁对修正信息进行更新。由于低轨卫星运行速度较快，星下点轨迹遍布全球，如果由地面***直接与低轨卫星通信，则需要地面***能够在全球多处地点能够与低轨卫星进行短时间持续通信，占用大量通信资源。因此，在本实施例中一种可能的实现方式中，将通信卫星作为地面***和低轨卫星之间的中继站，进行数据的转发。
可以理解的是，本申请实施例中低轨卫星是根据地面***提供的修正信息对自身计算获得导航卫星的定位信息进行修正，为便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面将先对本申请中地面***确定修正信息的方法进行说明。
方法实施例一
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨方法的流程图，如图2所示，该方法应用于地面***，该方法可以包括：
S201：获取导航卫星的观测数据和广播星历。
本实施例中，地面***可以通过全球GNSS跟踪站实时获取GNSS观测数据和广播星历。在具体实现时，每个GNSS跟踪站可以搭载GNSS接收机，以通过GNSS接收机获得GNSS观测数据和广播星历。其中，GNSS观测数据是地面***通过解析导航卫星所发送的卫星信号获得。
其中，观测数据可以包括载波相位观测值、伪距观测值等信息。其中，载波相位观测值是指GNSS接收机在接收导航卫星载波信号时刻的瞬时载波相位值；伪距是指导航卫星按照星载时钟发射某一结构为"伪随机噪声码"的信号，称为测距码信号(即粗码C/A码或精码P码)。该信号从导航卫星发射经时间Δt后，到达接收机天线；用上述信号传播时间Δt乘以电磁波在真空中的速度c，就是卫星至接收机的距离。由于传播时间Δt中包含有卫星时钟与接收机时钟不同步的误差、卫星星历误差、接收机测量噪声以及测距码在大气中传播的延迟误差等等，由此求得的距离值并非真正的站星几何距离，因此称之为"伪距"。
广播星历是导航卫星发播的无线电信号上载有预报一定时间内卫星根数的电文信息，可以用于计算导航卫星的轨道，即位置。
S202：根据地面***的位置、观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息。
本实施例中，当获取导航卫星的观测数据和广播星历后，由于地面***的位置已知，则可以根据地面***的位置、观测数据和广播星历，计算获得导航卫星的修正信息。其中，修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息，该修正后的定位信息以及低轨卫星获得的导航卫星的观测数据用于低轨卫星进行实时定轨。其中，定位信息是由低轨卫星根据获取的导航卫星的广播星历获得的。
在实际应用中，修正信息可以包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数，定位信息可以包括导航卫星的轨道和钟差，则修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。其中，轨道改正数用于低轨卫星对导航卫星的轨道进行修正，以获得修正后的轨道；钟差改正数用于低轨卫星对导航卫星的钟差进行修正，以获得修正后的钟差。低轨卫星利用修正后的轨道、修正后的钟差以及观测数据进行实时定轨。其中，导航卫星的轨道和导航卫星的钟差是由低轨卫星根据低轨卫星获得的导航卫星的广播星历而获得的。
需要说明的是，关于地面***根据地面***的位置、观测数据和广播星历，计算获得导航卫星的轨道改正数和钟差改正数的具体实现，和关于低轨卫星利用轨道改正数和钟差改正数对导航卫星的轨道、钟差进行修正，以及根据修正后的轨道、修正后的钟差以及观测数据进行定轨的具体实现将在后续实施例进行说明。
可以理解的是，为保证低轨卫星可以及时获取地面***获得的轨道改正数和钟差改正数，可以利用低轨卫星和地面***之间的通信卫星进行转发，即，地面***将轨道改正数和钟差改正数发送给通信卫星，以通过通信卫星将轨道改正数和钟差改正数发送给低轨卫星。也就是，利用通信卫星将地面***发送的轨道改正数和钟差改正数转发给低轨卫星，保证轨道改正数和钟差改正数的实时性。
通过上述描述可知，地面***可以根据自身位置信息、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得导航卫星的修正信息，以便将修正信息发送给低轨卫星，以使得低轨卫星利用修正信息对采用广播星历计算获得的导航卫星的定位信息进行修正，以获得修正后的定位信息，进而根据修正后的定位信息以及观测数据进行定轨，提高定轨精度。
方法实施例二
下面将结合附图对地面***计算获得导航卫星的轨道改正数和钟差改正数的实现进行说明。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种获取轨道改正数和钟差改正数方法的流程图，如图3所示，该方法应用于地面***，该方法可以包括：
S301：根据地面***的位置、观测数据和广播星历，获得导航卫星的实时精密轨道。
本实施例中，地面***在接收到GNSS观测数据和广播星历后，利用地面***的位置、观测数据和广播星历计算获得导航卫星的实时精密轨道。
在具体实现时，首先利用广播星历计算导航卫星的轨道，并将其确定为导航卫星轨道的初值，然后利用地面***的位置、观测数据对导航卫星轨道初值进行修正，将修正后的导航卫星轨道确定为导航卫星的实时精密轨道。
可以理解的是，由于地面***的位置已知且准确，即GNSS接收机的位置已知且准确，而GNSS观测数据表示GNSS接收机与导航卫星的距离，因此，可以根据地面***的位置以及观测数据计算获得比较准确的导航卫星的位置。而在利用广播星历计算导航卫星的位置时，由于广播星历自身存在误差，导致确定的导航卫星的位置存在一定误差。为消除误差，则利用通过观测数据获得的导航卫星的位置对通过广播星历获得的导航卫星的位置进行修正，从而得到准确导航卫星的位置，即实时精密轨道。
在实时应用时，可以利用最小二乘批处理方法计算获得导航卫星的实时精密轨道，具体为，(1)利用广播星历计算导航卫星的轨道，并作为轨道初值；(2)待全球GNSS跟踪站获取到的观测数据积累到一定时间长度时，采用最小二乘批处理方法对轨道初值进行迭代更新直到观测值残差之和小于预先设定的限值。其中，观测值残差可以为地面***实际位置与估计值之间的残差。
可以理解的是，GNSS跟踪站所获取的观测数据也存在一定程度的误差，为保证对利用广播星历计算获得导航卫星的位置修正的准确性，通常情况下会利用多组观测数据对导航卫星的位置进行多次修正。具体实现为，先利用地面***的位置实际值、第一组观测数据对利用广播星历获得导航卫星的位置进行修正，获得第一位置。然后再利用第一位置以及观测数据计算地面***位置的估计值，根据地面***的位置实际值与地面***位置的估计值获得第一残差，如果第一残差满足预设阈值，则表明第一位置准确。如果第一残差不满足预设阈值，则利用地面***的位置实际值、第二组观测数据对第一位置进行修正，获得第二位置。然后利用第二位置以及观测数据计算地面***位置的估计值，根据地面***的位置实际值与地面***位置的估计值获得第二残差，如果第一残差与第二残差的均方根满足预设阈值，则表明第二位置准确。如果第一残差与第二残差的均方根不满足预设阈值，则利用地面***的位置实际值、第三组观测数据对第二位置进行修正，获得第三位置。然后利用第三位置以及观测数据计算地面***位置的估计值，根据地面***的位置实际值与地面***位置的估计值获得第三残差，如果第二残差与第三残差的均方根满足预设阈值，则表明第三位置准确。如果第二残差与第三残差的均方根不满足预设阈值，则继续利用其它组观测数据进行迭代更新，直至相邻两个残差的均方根满足预设阈值。
S302：根据广播星历获得导航卫星的轨道。
S303：根据实时精密轨道和导航卫星的轨道，获得导航卫星的轨道改正数。
本实施例中，当获得实时精密轨道和导航卫星的轨道后，可以根据实时精密轨道和导航卫星的轨道获得关于导航卫星的轨道改正数。
S304：根据观测数据和实时精密轨道，获得导航卫星的实时精密钟差。
S305：根据广播星历获得导航卫星的钟差。
S306：根据实时精密钟差和导航卫星的钟差，获得导航卫星的钟差改正数。
本实施例中，地面***在计算获得导航卫星的实时精密轨道后，根据实时精密轨道和观测数据，计算获得导航卫星的实时精密钟差，以及利用广播星历计算获得导航卫星的钟差。在具体实现时，在利用观测数据获得导航卫星的实时精密钟差时，可以以实时精密轨道为约束条件，来计算获得导航卫星的实时精密钟差。然后，根据实时精密钟差和导航卫星的钟差获得导航卫星的钟差改正数。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，地面***在计算获得修正信息同时，还可以根据修正信息获取完好性信息，该完好性信息可以包括修正信息是否可用的标记，以便低轨卫星在接收到地面***发送的完好性信息后，可以根据完好性信息中所包括的标记判断当前所接收的修正信息是否可以用于修正定位信息。在具体实现时，可以由地面***中的完好性监测***对修正信息进行判断，然后根据判断结果给出该修正信息可用或不可用的标记，再由地面***通过完好性信息将修正信息可用或不可用的标记发送给低轨卫星。
可以理解的是，为保证低轨卫星可以及时获取地面***发送的完好性信息，地面***通过通信卫星向低轨卫星发送完好性信息，以使得低轨卫星根据完好性信息确定是否利用轨道改正数和所述钟差改正数进行修正，从而保证低轨卫星所获取的完好性信息的实时性。
在具体实现时，地面***可以先将轨道改正数和钟差改正数发送到卫星上注站，再由卫星上注站将轨道改正数、钟差改正数以及完好性信息上传到通信卫星，当通信卫星接收到轨道改正数和钟差改正数后发送给低轨卫星。
通过上述描述可知，地面***可以为低轨卫星提供轨道改正数和钟差改正数，在低轨卫星根据导航卫星发送的参数进行定轨时，可以先利用轨道改正数和钟差改正数对采用广播星历计算获得的导航卫星的轨道和钟差进行修正，以便利用比较准确的导航卫星的轨道和钟差进行自身定轨，以提高定轨精度。
方法实施例三
上述实施例介绍了修正信息的获取，下面将结合附图对本申请实施例提供的低轨卫星利用修正信息进行定轨的方法进行说明。
参见图4，该图为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨方法的流程图，如图4所示，该方法应用于低轨卫星，该方法可以包括：
S401：获取导航卫星的广播星历和观测数据。
S402：根据广播星历，获得定位信息，基于地面***获取并发送来的定位信息的修正信息，对定位信息进行修正。
本实施例中，低轨卫星可以接收导航卫星发送的广播星历，根据该广播星历获得定位信息，并接收地面***发送的定位信息的修正信息，以利用修正信息对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息。其中，修正信息是由地面***根据地面***的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的，关于修正信息的获取可以参见方法实施例一。
在具体实现时，定位信息可以包括导航卫星的轨道和钟差，修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；修正后的定位信息可以包括修正后的轨道和修正后的钟差。其中，关于轨道改正数和钟差改正数的获取可以参见方法实施例二。
在实际应用中，低轨卫星可以安装GNNS接收机，以便利用GNSS接收机实时获取导航卫星的广播星历和GNSS观测数据。其中，GNSS观测数据是低轨卫星通过解析导航卫星所发送的卫星信号获得。
S403：采用修正后的定位信息以及观测数据对低轨卫星进行定轨。
本实施例中，当通过S402获取修正后的定位信息后，采用修正后的定位信息以及观测数据对低轨卫星进行定轨。
在具体实现时，由于定位信息可以包括导航卫星的轨道和钟差，修正信息可以包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数，则可以采用修正后的轨道和修正后的钟差以及观测数据对低轨卫星进行定轨。其中，关于利用修正后的轨道和修正后的钟差以及观测数据对低轨卫星进行定轨的具体实现将在后续实施例进行说明。
通过上述描述可知，低轨卫星在获取导航卫星的广播星历和观测数据，根据广播星历计算获得导航卫星的定位信息的同时，接收地面***发送的定位信息的修正信息，并对定位信息进行修正，获取修正后的定位信息。再采用修正后的定位信息以及观测数据对低轨卫星进行定轨。可见，本申请实施例引入地面***获取的定位信息的修正信息，利用修正后的定位信息对低轨卫星进行定轨，提高定轨精度。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，轨道改正数是由地面***根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；导航卫星的实时精密轨道是由地面***根据地面***的位置、观测数据和广播星历而获得的；导航卫星的轨道是由地面***根据广播星历获得的；钟差改正数是由地面***根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；导航卫星的实时精密钟差是由地面***根据观测数据和实时精密轨道而获得的；导航卫星的钟差是由地面***根据广播星历获得的。
其中，关于地面***计算获得轨道改正数和钟差改正数的具体实现，可以参见方法实施例二。
在实际应用中，低轨卫星可以安装通信卫星接收机，以便利用该通信卫星接收机接收通信卫星转发的轨道改正数和钟差改正数。在具体实现时，低轨卫星可以安装同时具备接收导航卫星信号、通信卫星信号功能的一体化接收设备，也可以安装多个接收不同信号的独立设备。
在具体实现时，当低轨卫星获取导航卫星的轨道和钟差以及轨道改正数和钟差改正数，可以通过以下公式计算获得导航卫星的修正后的轨道和修正后的钟差：
[R T N]precise＝[R T N]brdc±[dR dT dN]SSR-orbit (1)
dtprecise＝dtbrdc±dtSSR-clock (2)
其中，R/T/N分别为卫星轨道在径向(Radial)/切向(Tangential)/法向(Normal)的分量，[R T N]precise为恢复的高精度实时轨道，[R T N]brdc为广播星历计算出来的导航卫星的轨道，[dR dT dN]SSR-orbit为轨道在R/T/N三个方向的改正数。dtprecise为恢复的高精度实时钟差，dtbrdc为广播星历计算的导航卫星的钟差，dtSSR-clock为钟差改正数。需要说明的是，R/T/N三个方向也可以换成X/Y/Z方向，只需要乘以相应的旋转矩阵即可，等式右边采用“+”还是“-”号，与改正数计算方法有关。
可以理解的是，当低轨卫星在实时定轨时，当获取到采用广播星历计算的导航卫星的轨道和钟差以及从地面***发送的轨道改正数和钟差改正数后，利用公式(1)和公式(2)可以计算获得导航卫星的修正后轨道和修正后的钟差，再利用修正后的轨道和修正后的钟差以及观测数据进行定轨。
通过上述描述可知，低轨卫星在接收导航卫星发送的广播星历以及获取观测数据，根据广播星历计算获得导航卫星的轨道以及钟差的同时，接收地面***获得并发送的导航卫星的轨道改正数和钟差改正数。再分别利用轨道改正数对根据广播星历计算获得导航卫星的轨道进行修正，利用钟差改正数对根据广播星历计算获得导航卫星的钟差进行修正，从而获得导航卫星的修正后的轨道和修正后的钟差。再根据导航卫星的修正后的轨道、修正后的钟差以及观测数据确定低轨卫星的轨道和速度。可见，本申请实施例引入轨道改正数和钟差改正数，从而提高导航卫星轨道和钟差的整体精度，进而在根据导航卫星的轨道和钟差对低轨卫星的轨道进行定位时，提高定轨精度。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，为保证利用修正后的轨道、修正后的钟差以及观测数据进行低轨卫星定轨的精度，每一步滤波结束后，结合轨道参数的方差之和判断滤波是否收敛，若滤波方程收敛，表明当前获得低轨卫星的定轨结果可靠。具体为，根据修正后的轨道、修正后的钟差以及观测数据进行滤波计算，获得低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；计算所述低轨卫星在预设各方向上轨道参数的方差之和；当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定低轨卫星的轨道。
在具体实现时，将修正后的轨道、修正后的钟差以及观测数据输入滤波方程，当滤波方程输出的低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据滤波方程输出的低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定低轨卫星的位置。其中，滤波方程可以为卡尔曼滤波方程。
在实际应用时，可以针对滤波方程预先设置状态参数的初始值以及协方差矩阵的初始值，该协方差矩阵用于表示低轨卫星在三个方向的位置误差，然后利用修正后的轨道、修正后的钟差、观测数据、对初始状态参数以及协方差矩阵进行更新，当更新后的协方差矩阵中低轨卫星在三个方向的位置方差之和小于预设阈值时，则表示滤波收敛，则将此时输出的低轨卫星的轨道参数确定为低轨卫星的位置。
在具体实现时，利用当前时刻获得的星载GNSS观测值、修正后的轨道，修正后的钟差，对滤波方程进行状态更新，得到更新后的协方差信息，如果位置参数的方差之和小于预先设定的限值，则认为滤波收敛；否则认为滤波不收敛，利用本次滤波计算得到的位置和速度参数，采用动力学模型预测下一时刻的低轨卫星位置和速度信息，作为下一时刻滤波参数的先验值。在实际应用中，滤波算法可以为基于UD分解的扩展卡尔曼滤波，利用星载GNSS观测值，导航卫星的修正后的轨道和修正后的钟差作为输入，持续滤波，直至卡尔曼滤波收敛。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，由于导航卫星轨道在不断变化，为保证地面***在获取修正信息所依据的导航卫星的广播星历以及观测数据的时间信息与低轨卫星在获取定位信息所依据的导航卫星的广播星历以及观测数据的时间信息匹配，进而保证低轨卫星可以根据地面***所发送的修正信息对匹配的定位信息进行修正，在修正之前，低轨卫星可以判断定位信息的时间信息和修正信息的时间信息是否匹配，如匹配，则利用修正信息对定位信息进行修正。
在具体实现时，地面***在计算获得修正信息时，可以该修正信息中添加时间戳，该时间戳所对应的时刻为可以使用该修正信息进行修正的定位信息的时刻；低轨卫星在获取定位信息同时，添加时间戳，该时间戳所对应的时刻为获取定位信息所指定的时刻。当低轨卫星接收到地面***发送的修正信息后，可以根据修正信息中的时间戳以及定位信息的时间戳判断二者是否匹配，如果匹配，则对定位信息进行修正。其中，二者匹配可以为二者时间戳相等，或者二者的时间差在预设时间范围内。
在具体实现时，可以利用广播星历中提供的每颗卫星的IODE值与每个轨道改正数和钟差改正数附加的IODE值进行数值匹配，如果数值相等，则利用轨道改正数对广播星历计算出来的轨道进行改正，利用钟差改正数对广播星历计算出来的钟差进行改正。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，地面***在利用修正信息对定位信息进行修正之前，还可以判断所接收的修正信息是否可用，以避免利用不可用的修正信息对定位信息进行修正，影响定轨的准确性。具体为，低轨卫星根据地面***获取并发送来的完好性信息，判断修正信息是否可用；该完好性信息包括修正信息是否可用的标记。如果修正信息可用，则对定位信息进行修正。即，如果完好性信息中包括修正信息可用的标记，则利用修正信息对定位信息进行修正；如果完好性信息中包括修正信息不可用的标记，则不对定位信息进行修正。
为便于理解本申请的实施原理，参见图5，该图为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨框架图，低轨卫星搭载GNSS接收机获取星载GNSS观测数据、导航卫星发送的广播星历以及地面***发送的轨道改正数和钟差改正数。然后，计算获得导航卫星的修正后的轨道，即实际轨道和修正后的钟差，即实际钟差，再根据导航卫星的实际轨道、实际钟差以及GNSS观测数据计算获得低轨卫星的轨道和速度。对计算获得低轨卫星的轨道和速度进行卡尔曼滤波，如果滤波收敛，表明定轨结果可靠，则输出结果。如果不收敛，则不输出结果。每次滤波结束后，利用本次滤波计算得到的位置和速度参数，采用动力学模型预测下一时刻的低轨卫星位置和速度信息，作为下一时刻滤波参数的先验值，再次进行滤波，依次循环。
设备实施例
基于上述方法实施例，本申请还提供了一种低轨卫星定轨***，下面将结合附图对该***进行说明。
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨***结构图，如图6所示，该***可以包括：
可以包括地面***601，低轨卫星602。
地面***601，用于执行方法实施例一和方法实施例二所述的方法；
低轨卫星602，用于执行方法实施例三所述的方法。
在具体实现时，地面***601可以通过全球GNSS跟踪站实时获取导航卫星的观测数据以及广播星历，然后根据地面***的位置、观测数据和广播星历计算获得关于导航卫星的轨道改正数和钟差改正数，并将轨道改正数和钟差改正数发送给低轨卫星602，以使得低轨卫星602根据轨道改正数和钟差改正数对自身计算获得的导航卫星的轨道和钟差进行修正，获得导航卫星的修正后的轨道和修正后的钟差。低轨卫星602再根据修正后的轨道、修正后的钟差和观测数据进行定轨。
在一种可能的实现方式中，***还可以包括：通信卫星。该通信卫星位于地面***和低轨卫星之间，用于将地面***发送的数据转发给低轨卫星。
需要说明的是，本实施例中，地面***和低轨卫星的具体实现可以参见上述方法实施例，本实施例在此不再赘述。
装置实施例一
基于上述方法实施例，本申请还提供了一种低轨卫星定轨装置，下面将结合附图对该装置进行说明。
参见图7，该图为本申请实施例提供的一种低轨卫星定轨装置结构图，如图7所示，该装置应用于低轨卫星，该装置可以包括：
第一获取单元701，用于获取导航卫星的广播星历和观测数据；
修正单元702，用于根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面***获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；
第一计算单元703，用于采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。
在一种可能的实现方式中，所述修正信息是由所述地面***根据地面***的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。
在一种可能的实现方式中，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
在一种可能的实现方式中，所述轨道改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；
所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面***根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；
所述导航卫星的轨道是由所述地面***根据所述广播星历获得的；
所述钟差改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；
所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面***根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；
所述导航卫星的钟差是由所述地面***根据所述广播星历获得的。
在一种可能的实现方式中，所述第一计算单元，包括：
第一获取子单元，用于根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；
第一计算子单元，用于计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；
第一确定子单元，用于当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨道。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第一判断单元，用于判断所述定位信息以及所述修正信息的时间信息是否匹配；
所述修正单元，具体用于当所述第一判断单元的判断结果为匹配时，则利用所述修正信息对所述定位信息进行修正。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第二判断单元，用于根据所述地面***获取并发送来的完好性信息，判断所述修正信息是否可用；所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记；
所述修正单元，具体用于当所述第二判断单元的判断结果为所述修正信息可用时，对所述定位信息进行修正。
需要说明的是，本实施例中各个单元的实现可以参见上述方法实例，本实施例在此不再赘述。
装置实施例二
参见图8，该图为另一种低轨卫星定轨装置结构图，所述装置应用于地面***，所述装置包括：
第二获取单元801，用于获取导航卫星的观测数据和广播星历；
第二计算单元802，用于根据地面***的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息；所述修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息；所述修正后的定位信息以及所述低轨卫星获得的所述导航卫星的观测数据用于所述低轨卫星进行实时定轨。
在一种可能的实现方式中，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
在一种可能的实现方式中，所述第二计算单元，包括：
第二计算子单元，用于根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道；
第三计算子单元，用于根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道；
第四计算子单元，用于根据所述实时精密轨道和所述导航卫星的轨道，获得所述导航卫星的轨道改正数；
第五计算子单元，用于根据所述观测数据和所述实时精密轨道，获得所述导航卫星的实时精密钟差；
第六计算子单元，用于根据所述广播星历获得述导航卫星的钟差；
第七计算子单元，用于根据所述实时精密钟差和所述导航卫星的钟差，获得所述导航卫星的钟差改正数。
在一种可能的实现方式中，所述第二计算子单元，包括：
第二确定子单元，用于根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道，以确定为所述导航卫星轨道的初值；
第三确定子单元，用于根据所述地面***的位置、所述观测数据对所述导航卫星轨道的初值进行修正，将修正后的所述导航卫星轨道确定为所述导航卫星的实时精密轨道。
在一种可能的实现方式中，所述定位信息是由所述低轨卫星根据获取的所述导航卫星的广播星历获得的。在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第三获取单元，用于根据所述修正信息获得完好性信息，所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记。
需要说明的是，本实施例中各个单元的实现可以参见上述方法实施例，本实施例在此不再赘述。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (27)

1.一种低轨卫星定轨方法，其特征在于，所述方法应用于所述低轨卫星，所述方法包括：
获取导航卫星的广播星历和观测数据；
根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面***获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；
采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修正信息是由所述地面***根据地面***的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轨道改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；
所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面***根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；
所述导航卫星的轨道是由所述地面***根据所述广播星历获得的；
所述钟差改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；
所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面***根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；
所述导航卫星的钟差是由所述地面***根据所述广播星历获得的。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用所述修正后的轨道和所述修正后的钟差以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨，包括：
根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；
计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；
当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨道。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于地面***获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：
判断所述定位信息以及所述修正信息的时间信息是否匹配；
如果匹配，对所述定位信息进行修正。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述在对所述定位信息进行修正之前，所述方法还包括：
根据所述地面***获取并发送来的完好性信息，判断所述修正信息是否可用；所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记；
如果是，则对所述定位信息进行修正。
8.一种低轨卫星定轨方法，其特征在于，所述方法应用于地面***，所述方法包括：
获取导航卫星的观测数据和广播星历；
根据地面***的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息；所述修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息；所述修正后的定位信息以及所述低轨卫星获得的所述导航卫星的观测数据用于所述低轨卫星进行实时定轨。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据地面***的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息，包括：
根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道；
根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道；
根据所述实时精密轨道和所述导航卫星的轨道，获得所述导航卫星的轨道改正数；
根据所述观测数据和所述实时精密轨道，获得所述导航卫星的实时精密钟差；
根据所述广播星历获得述导航卫星的钟差；
根据所述实时精密钟差和所述导航卫星的钟差，获得所述导航卫星的钟差改正数。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道，包括：
根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道，以确定为所述导航卫星轨道的初值；
根据所述地面***的位置、所述观测数据对所述导航卫星轨道的初值进行修正，将修正后的所述导航卫星轨道确定为所述导航卫星的实时精密轨道。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述定位信息是由所述低轨卫星根据获取的所述导航卫星的广播星历获得的。
13.根据权利要求8-12任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述修正信息获得完好性信息，所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记。
14.一种低轨卫星定轨***，其特征在于，所述***包括：地面***、低轨卫星；
所述地面***，用于执行权利要求8-13任一项所述方法；
所述低轨卫星，用于执行权利要求1-7任一项所述方法。
15.一种低轨卫星定轨装置，其特征在于，所述装置应用于所述低轨卫星，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取导航卫星的广播星历和观测数据；
修正单元，用于根据所述广播星历，获得定位信息，基于地面***获取并发送来的所述定位信息的修正信息，对所述定位信息进行修正；
第一计算单元，用于采用修正后的定位信息以及所述观测数据对所述低轨卫星进行定轨。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述修正信息是由所述地面***根据地面***的位置、导航卫星的观测数据以及广播星历计算获得的。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述轨道改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密轨道和导航卫星的轨道获得的；
所述导航卫星的实时精密轨道是由所述地面***根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历而获得的；
所述导航卫星的轨道是由所述地面***根据所述广播星历获得的；
所述钟差改正数是由所述地面***根据导航卫星的实时精密钟差和导航卫星的钟差获得的；
所述导航卫星的实时精密钟差是由所述地面***根据所述观测数据和所述实时精密轨道而获得的；
所述导航卫星的钟差是由所述地面***根据所述广播星历获得的。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元，包括：
第一获取子单元，用于根据所述修正后的轨道、所述修正后的钟差以及所述观测数据进行滤波计算，获得所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数；
第一计算子单元，用于计算所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和；
第一确定子单元，用于当所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数的方差之和小于预设阈值时，根据所述低轨卫星在预设各方向上的轨道参数确定所述低轨卫星的轨道。
20.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一判断单元，用于判断所述定位信息以及所述修正信息的时间信息是否匹配；
所述修正单元，具体用于当所述第一判断单元的判断结果为匹配时，则利用所述修正信息对所述定位信息进行修正。
21.根据权利要求15-20任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二判断单元，用于根据所述地面***获取并发送来的完好性信息，判断所述修正信息是否可用；所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记；
所述修正单元，具体用于当所述第二判断单元的判断结果为所述修正信息可用时，对所述定位信息进行修正。
22.一种低轨卫星定轨装置，其特征在于，所述装置应用于地面***，所述装置包括：
第二获取单元，用于获取导航卫星的观测数据和广播星历；
第二计算单元，用于根据地面***的位置、所述观测数据和广播星历，获得导航卫星的修正信息；所述修正信息用于低轨卫星对定位信息进行修正，获得修正后的定位信息；所述修正后的定位信息以及所述低轨卫星获得的所述导航卫星的观测数据用于所述低轨卫星进行实时定轨。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述修正信息包括导航卫星的轨道改正数和钟差改正数；所述定位信息包括导航卫星的轨道和钟差，所述修正后的定位信息包括修正后的轨道和修正后的钟差。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元，包括：
第二计算子单元，用于根据地面***的位置、所述观测数据和所述广播星历，获得所述导航卫星的实时精密轨道；
第三计算子单元，用于根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道；
第四计算子单元，用于根据所述实时精密轨道和所述导航卫星的轨道，获得所述导航卫星的轨道改正数；
第五计算子单元，用于根据所述观测数据和所述实时精密轨道，获得所述导航卫星的实时精密钟差；
第六计算子单元，用于根据所述广播星历获得述导航卫星的钟差；
第七计算子单元，用于根据所述实时精密钟差和所述导航卫星的钟差，获得所述导航卫星的钟差改正数。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第二计算子单元，包括：
第二确定子单元，用于根据所述广播星历获得所述导航卫星的轨道，以确定为所述导航卫星轨道的初值；
第三确定子单元，用于根据所述地面***的位置、所述观测数据对所述导航卫星轨道的初值进行修正，将修正后的所述导航卫星轨道确定为所述导航卫星的实时精密轨道。
26.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述定位信息是由所述低轨卫星根据获取的所述导航卫星的广播星历获得的。
27.根据权利要求22-26任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三获取单元，用于根据所述修正信息获得完好性信息，所述完好性信息包括所述修正信息是否可用的标记。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110988932A (zh) * 2019-12-11 2020-04-10 武汉大学 一种提高星载gps接收机实时钟差解算精度的方法
CN110986962A (zh) * 2019-12-09 2020-04-10 中国科学院国家授时中心 基于高轨通信卫星的低轨卫星全弧段测定轨方法
WO2020228754A1 (zh) * 2019-05-16 2020-11-19 北京合众思壮科技股份有限公司 一种低轨卫星定轨方法、装置及***
CN112526553A (zh) * 2020-12-16 2021-03-19 中电科航空电子有限公司 一种基于机载位置追踪设备的定位方法及相关装置
CN114509790A (zh) * 2022-02-17 2022-05-17 北京国电高科科技有限公司 一种基于低轨卫星星座的定位方法及定位***
WO2022156480A1 (zh) * 2021-01-25 2022-07-28 华为技术有限公司 钟差预报方法和装置
WO2023283867A1 (en) * 2021-07-15 2023-01-19 Qualcomm Incorporated Low-Earth Orbit (LEO) Satellite Position, Velocity, and Time (PVT) Determination for LEO-based Positioning
CN116552812A (zh) * 2023-04-12 2023-08-08 四川大学 一种电推进geo卫星自学习定轨方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112946693B (zh) * 2021-02-03 2024-01-23 中国人民解放军61540部队 一种卫星导航***的***时间偏差的确定方法及***
CN112987051B (zh) * 2021-02-26 2023-01-10 北京眸星科技有限公司 一种提高卫星导航定位性能的方法
CN114325786B (zh) * 2021-12-22 2023-04-07 广州南方卫星导航仪器有限公司 一种bds3-ppp定位方法及***
CN115098828B (zh) * 2022-08-26 2022-11-04 北京控制工程研究所 近圆中低轨卫星轨道的计算方法和装置
CN116224746B (zh) * 2023-01-29 2024-06-18 北京航空航天大学 一种星地原子钟融合的高稳定时间基准建立方法
CN117031502B (zh) * 2023-07-03 2024-04-30 哈尔滨工程大学 实时ppp-rtk卫星钟轨改正产品完好性监测方法
CN116840879B (zh) * 2023-09-04 2023-12-08 中国科学院国家授时中心 顾及轨道约束的低轨卫星钟差的确定方法及***
CN116893438B (zh) * 2023-09-11 2023-12-01 中国科学院国家授时中心 顾及钟差模型的低轨卫星钟差的确定方法及***
CN117310755B (zh) * 2023-11-30 2024-02-20 中国人民解放军国防科技大学 卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的方法与装置
CN117890936B (zh) * 2024-03-13 2024-06-04 中国科学院国家授时中心 一种低轨卫星在轨实时星间时间传递方法和***
CN118129767A (zh) * 2024-05-07 2024-06-04 武汉大学 一种动力学约束的低轨卫星gnss实时精密定轨方法及***

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1959430A (zh) * 2006-11-24 2007-05-09 中国科学院上海技术物理研究所 一种中低轨卫星的精密定轨***及其实现方法
CN101109805A (zh) * 2007-08-13 2008-01-23 北京航空航天大学 一种卫星导航增强***的定位方法
WO2014046917A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 California Institute Of Technology Enhanced broadcast ephemeris for high accuracy assisted gps positioning
CN104614734A (zh) * 2014-12-22 2015-05-13 中国科学院国家授时中心 北斗天基高精度差分电文生成方法
CN104765047A (zh) * 2015-04-20 2015-07-08 中国电子科技集团公司第五十四研究所 同步卫星运动导致站间时间同步误差的修正方法
CN105301609A (zh) * 2014-06-16 2016-02-03 中国电信股份有限公司 星历修正方法和装置
CN108761508A (zh) * 2018-03-09 2018-11-06 羲和时空（武汉）网络科技有限公司 一种卫星位置与卫星钟差恢复及轨道钟差改正数表示方法
CN108761504A (zh) * 2018-04-04 2018-11-06 南京航空航天大学 低轨导航增强卫星***
CN109061677A (zh) * 2018-06-28 2018-12-21 上海卫星工程研究所 利用低轨卫星进行星基导航增强的方法
CN109387859A (zh) * 2017-08-14 2019-02-26 千寻位置网络有限公司 基于地面跟踪站产生长期卫星轨道和钟差的方法和装置
CN109520512A (zh) * 2018-12-28 2019-03-26 上海海积信息科技股份有限公司 一种卫星精密定轨方法及装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685780B1 (ko) * 2004-11-04 2007-02-22 한국전자통신연구원 이온층 오차 보정 방법과 그를 이용한 정밀 궤도 결정시스템 및 그 방법
US9121932B2 (en) * 2008-01-10 2015-09-01 Trimble Navigation Limited Refining a position estimate of a low earth orbiting satellite
CN103675861B (zh) * 2013-11-18 2015-07-08 航天恒星科技有限公司 一种基于星载gnss多天线的卫星自主定轨方法
US10215850B2 (en) * 2014-08-06 2019-02-26 Raytheon Company Orbital determination (OD) of geosynchronous satellites
CN106338753B (zh) * 2016-09-22 2019-03-12 北京航空航天大学 一种基于地面站/星间链路/gnss联合测量的地球同步轨道星座定轨方法
CN110058287B (zh) * 2019-05-16 2022-03-15 北京合众思壮科技股份有限公司 一种低轨卫星定轨方法、装置及***

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1959430A (zh) * 2006-11-24 2007-05-09 中国科学院上海技术物理研究所 一种中低轨卫星的精密定轨***及其实现方法
CN101109805A (zh) * 2007-08-13 2008-01-23 北京航空航天大学 一种卫星导航增强***的定位方法
WO2014046917A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 California Institute Of Technology Enhanced broadcast ephemeris for high accuracy assisted gps positioning
CN105301609A (zh) * 2014-06-16 2016-02-03 中国电信股份有限公司 星历修正方法和装置
CN104614734A (zh) * 2014-12-22 2015-05-13 中国科学院国家授时中心 北斗天基高精度差分电文生成方法
CN104765047A (zh) * 2015-04-20 2015-07-08 中国电子科技集团公司第五十四研究所 同步卫星运动导致站间时间同步误差的修正方法
CN109387859A (zh) * 2017-08-14 2019-02-26 千寻位置网络有限公司 基于地面跟踪站产生长期卫星轨道和钟差的方法和装置
CN108761508A (zh) * 2018-03-09 2018-11-06 羲和时空（武汉）网络科技有限公司 一种卫星位置与卫星钟差恢复及轨道钟差改正数表示方法
CN108761504A (zh) * 2018-04-04 2018-11-06 南京航空航天大学 低轨导航增强卫星***
CN109061677A (zh) * 2018-06-28 2018-12-21 上海卫星工程研究所 利用低轨卫星进行星基导航增强的方法
CN109520512A (zh) * 2018-12-28 2019-03-26 上海海积信息科技股份有限公司 一种卫星精密定轨方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴显兵: "星载GPS低轨卫星几何法定轨及动力学平滑方法研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 基础科学辑》 *
郑永艾等: "在轨卫星GPS 导航实时高精度定轨控制仿真", 《计算机仿真》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020228754A1 (zh) * 2019-05-16 2020-11-19 北京合众思壮科技股份有限公司 一种低轨卫星定轨方法、装置及***
CN110986962A (zh) * 2019-12-09 2020-04-10 中国科学院国家授时中心 基于高轨通信卫星的低轨卫星全弧段测定轨方法
CN110986962B (zh) * 2019-12-09 2020-09-25 中国科学院国家授时中心 基于高轨通信卫星的低轨卫星全弧段测定轨方法
CN110988932A (zh) * 2019-12-11 2020-04-10 武汉大学 一种提高星载gps接收机实时钟差解算精度的方法
CN110988932B (zh) * 2019-12-11 2022-02-01 武汉大学 一种提高星载gps接收机实时钟差解算精度的方法
CN112526553A (zh) * 2020-12-16 2021-03-19 中电科航空电子有限公司 一种基于机载位置追踪设备的定位方法及相关装置
WO2022156480A1 (zh) * 2021-01-25 2022-07-28 华为技术有限公司 钟差预报方法和装置
WO2023283867A1 (en) * 2021-07-15 2023-01-19 Qualcomm Incorporated Low-Earth Orbit (LEO) Satellite Position, Velocity, and Time (PVT) Determination for LEO-based Positioning
CN114509790A (zh) * 2022-02-17 2022-05-17 北京国电高科科技有限公司 一种基于低轨卫星星座的定位方法及定位***
CN116552812A (zh) * 2023-04-12 2023-08-08 四川大学 一种电推进geo卫星自学习定轨方法
CN116552812B (zh) * 2023-04-12 2024-01-23 四川大学 一种电推进geo卫星自学习定轨方法

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