月球中繼衛(wèi)星定軌算法研究.pdf

1、中國正在大力發(fā)展月球探測任務，這離不開測控通信系統(tǒng)，而星座是整個系統(tǒng)必不可少的一個環(huán)節(jié)。月球中繼衛(wèi)星星座就是由一顆或者幾顆月球的中繼衛(wèi)星組成的，它們之間形成一個固定的空間幾何圖形。星座部署之后，中國就能夠對月球正面或者月球背面進行各種程度的通訊覆蓋。月球中繼衛(wèi)星定軌（或導航）是指利用地基或天基航天器跟蹤站或星載慣性敏感器件對月球中繼衛(wèi)星運動狀態(tài)的帶有誤差的測量數據和并非精確的運動方程對月球中繼衛(wèi)星軌道根數進行估值的過程。通過軌道確定可以

2、得到月球中繼衛(wèi)星在過去、當前和未來一段時間內任意時刻的運動狀態(tài)。因此，月球中繼衛(wèi)星軌道確定是軌道跟蹤、軌道控制和應用的基礎。
　　本文的主要工作在于研究月球中繼衛(wèi)星的定軌算法，從而為月球中繼衛(wèi)星提供精確的位置與速度信息，進而為月球中繼星座本身提供軌道控制參考數據，并為探月飛船或宇航員等用戶提供導航定位、數據中繼等服務。月球衛(wèi)星所處的力學環(huán)境比較復雜，不能直接照搬地球衛(wèi)星的定軌方法。這就需要研究月球中繼衛(wèi)星的二體或三體動力學模型，建

3、立適當的觀測模型，選擇或自主研究合適的定軌體制，從而實現對月球中繼衛(wèi)星的精密軌道確定。
　　本論文旨在研究二體系統(tǒng)下和圓型限制三體系統(tǒng)下的月球中繼衛(wèi)星動力學特性和軌道計算方法，建立月球中繼衛(wèi)星觀測模型；研究月球中繼衛(wèi)星定軌參數估值方法。具體研究內容有：（1）建立月球中繼衛(wèi)星軌道動力學模型；（2）建立月球中繼衛(wèi)星觀測模型；（3）研究月球中繼衛(wèi)星定軌方法。參考美國國家航空航天局和我國的衛(wèi)星定軌理論和定軌方法，按照衛(wèi)星軌道類型的不同，從