科创中国

本发明公开了一种短弧段低轨导航卫星实时精密定轨方法，该方法利用四台或四台以上地面接收机同时跟踪若干颗GNSS(全球导航卫星系统)导航卫星和LEO(低轨)导航卫星的导航信号，并实时发送到数据中心，包括这些步骤：步骤一，观测数据的获取与数据预处理；步骤二，各个接收机间精密时间同步；步骤三，利用天顶方向对流层延迟和投影函数计算LEO视线方向的对流层延迟；步骤四，修正接收机硬件延迟，形成LEO定轨几何观测方程；步骤五，联合LEO的动力学模型和几何观测方程求解LEO精密轨道和精密钟差；步骤六，LEO精密轨道和精密钟差的实时分发。采用本发明的方法能够解决低轨卫星精密轨道无法实时计算、需事后处理计算的问题。

低轨卫星和微小卫星以其低廉的发射和制造成本，获得了越来越多的青睐。低轨卫星在通信、遥感、资源管理以及空间基准维持等方面做出了巨大的贡献，其应用也从传统的对地观测扩展到导航领域，因而越来越多的低轨卫星发射计划被提上日程。著名的铱星计划通过66颗低轨卫星完成了基于低轨卫星的全球卫星通信系统的组网，并于2016年宣布其卫星授时和位置服务(STL)的计划，宣告导航卫星进入了低轨卫星时代。国内方面，武汉大学正在研制的低轨卫星珞珈一号搭载了天基导航载荷，也开始了低轨导航卫星的探索性研究。

目前低轨卫星轨道确定方法主要包括三种：地面监测站定轨、星上自主定轨和事后精密定轨。目前GNSS系统，包括GPS，GLONASS，BDS等都使用少数的地面跟踪站实现轨道全弧段观测，然后计算和预报卫星轨道，上注到导航卫星。该方法对中高轨卫星较理想，但是低轨卫星轨道低，地面可见区域小，要实现全弧段跟踪通常需要全球均匀分布的数十个甚至上百个跟踪站，受地理条件限制，难以实现。星上自主定轨是依靠星上的GNSS接收机或惯性测量单元进行轨道确定，其中基于GNSS观测值的星上自主定轨方法能够提供实时，自主连续的LEO轨道，因而应用最广泛。然而受GNSS导航卫星广播星历的轨道误差和钟差的影响，基于GNSS观测值的LEO星上自主定轨通常只能获得数米量级的定轨精度。事后精密定轨是利用低轨卫星下传的星载GNSS观测数据和精密的GNSS轨道和钟差信息在地面求解LEO的精密轨道，也可以加入地面激光测卫(SLR)的数据联合解算。后处理LEO精密定轨精度可达2-5cm，但是由于星上观测数据下传窗口有限，难以做到实时下传。另外后处理通常使用批处理最小二乘方式确定轨道，该算法精度较高，但仅适用于后处理或近实时处理。鉴于以上原因，后处理LEO精密定轨无法满足实时定轨需求。

武汉大学溯源于1893年清末湖广总督张之洞奏请清政府创办的自强学堂，历经传承演变，1928年定名为国立武汉大学，是近代中国第一批国立大学。1946年，学校已形成文、法、理、工、农、医6大学院并驾齐驱的办学格局。新中国成立后，武汉大学受到党和政府的高度重视。1958年，毛泽东主席亲临武大视察。1993年，武汉大学百年校庆之际，江泽民等党和国家领导人题词祝贺。改革开放以来，武汉大学在国内高校中率先进行教育教学改革，各项事业蓬勃发展，整体实力明显上升。1999年，世界权威期刊《Science》杂志将武汉大学列为“中国最杰出的大学之一”。2000年，武汉大学与武汉水利电力大学、武汉测绘科技大学、湖北医科大学合并组建新的武汉大学，揭开了学校改革发展的崭新一页。合校二十多年来，学校综合实力和核心竞争力不断提升。2022年，学校在泰晤士高等教育(THE)世界大学排名中位列第157位，软科世界大学学术排名（ARWU）中位列101-150位，国际教育研究机构QS世界大学排名中位列第194位。

低轨卫星和微小卫星以其低廉的发射和制造成本，获得了越来越多的青睐。低轨卫星在通信、遥感、资源管理以及空间基准维持等方面做出了巨大的贡献，其应用也从传统的对地观测扩展到导航领域，因而越来越多的低轨卫星发射计划被提上日程。著名的铱星计划通过66颗低轨卫星完成了基于低轨卫星的全球卫星通信系统的组网，并于2016年宣布其卫星授时和位置服务(STL)的计划，宣告导航卫星进入了低轨卫星时代。国内方面，武汉大学正在研制的低轨卫星珞珈一号搭载了天基导航载荷，也开始了低轨导航卫星的探索性研究。

针对现有技术中存在的问题，为了提供实时的低轨导航卫星的精密轨道和时钟信息，用以支持低轨导航卫星的精密定位应用，本发明公开了一种短弧段低轨导航卫星实时精密定轨方法。

一种短弧段低轨导航卫星实时精密定轨方法，该方法利用四台或四台以上地面接收机同时跟踪若干颗GNSS(全球导航卫星系统)导航卫星和LEO(低轨)导航卫星的导航信号，并实时发送到数据中心，

该成果可以以专利所有权不转让，专利委托生产许可转让的方式转化