Аннотация
В статье рассматриваются методы определения орбиты низкоорбитального космического аппарата — кинематический и динамический. Кинематический метод чувствителен к ошибочным измерениям и непрерывности данных измерений по коду и фазе несущей. В динамическом методе отсутствие данных измерений устраняется за счёт усреднения измерений на определённом интервале времени, однако из-за недостатка информации о модели движения космического аппарата динамические решения расходятся. Для апробации метода предложена схема испытаний с использованием имитатора сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), позволяющего воспроизводить орбитальное движение космического аппарата с заданными параметрами, включая моделирование гравитационного поля Земли. Проведён численный анализ влияния высших гармоник гравитационного потенциала на точность определения орбиты. Для достижения требуемой точности в 2–5 см по высоте необходимо использовать модель гравитационного поля как минимум до 70-го порядка. Применение имитаторов сигналов ГНСС является экономически эффективным способом моделирования орбитального сценария полёта.
Ключевые слова
космический аппарат, высокоточная орбита, навигационная аппаратура потребителей, гравитационный потенциал, имитатор сигналов ГНСС, динамический метод, невязка координат
Список источников
-
König R., Michalak G., Neumayer K.H., Schmidt R., Sheng Yuan Zhu, Meixner H., Reigber Ch. Recent developments in CHAMP orbit determination at GFZ // Earth Observation with CHAMP. Results from Three Years in Orbit / Ch. Reigber, H. Lühr, P. Schwintzer, J. Wickert (eds). Berlin: Springer, 2005. P. 65–70.
-
Beutler G. Methods of Celestial Mechanics. V. I: Physical, Mathematical, and Numerical Principles. Berlin: Springer, 2005. 466 p.
-
Воронецкий С.В., Зайчиков А.В., Фурсов А.А. Определение высокоточных параметров движения низкоорбитальных космических аппаратов по измерениям бортового ГНСС-приёмника. Методы, технологии, результаты и перспективы // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2019. Т. 24. № 3. С. 17–25. EDN: DQTENU.
http:// doi.org/10.33764/2411-1759-2019-24-3-17-25.
-
Saunier J. The DORIS network: Advances achieved in the last fifteen years // Advances in Space Research. 2023. V. 72. № 1. P. 3–22.
http://doi.org/10.1016/j.asr. 2022.07.016.
-
Rodríguez J.C., Appleby G.M. Satellite Laser Ranging // Handbook of Laser Technology and Applications. V. 4: Laser Applications. Medical, Metrology and Communication / Chunlei Guo, Chandra Subhash Singh (eds). 2nd edition. 2021. P. 181–198.
https://doi.org/10.1201/9781003130123-12.
-
Wu S.C., Yunck Th.P., Thornton C.L. Reduced-dynamic technique for precise orbit determination of Low Earth Satellites // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 1991. V. 14. № 1. P. 24–30.
http://doi.org/10.2514/3.20600.
-
Swatschina P. Dynamic and Reduced-Dynamic Precise Orbit Determination of Satellites in Low Earth Orbits. Vienna: Department of Geodesy and Geoinformation of the Vienna University of Technology, 2012. V. 89. 157 p. 8. Gill E., Montenbruck O. Comparison of GPS-based orbit d
-
Gill E., Montenbruck O. Comparison of GPS-based orbit determination strategies // Proceedings of the 18th International Symposium on Space Flight Dynamics (ESA SP-548). 2004, 11–15 October, Munich, Germany. 169 p.
-
Montenbruck O., Helleputte T. van, Kroes R., Gill E. Reduced dynamic orbit determination using GPS code and carrier measurements // Aerospace Science and Technology. 2005. V. 9. № 3. P. 261–271.
https://doi.org/10.1016/j.ast.2005.01.003.
-
Аксенов Е.П. Теория движения искусственных спутников Земли. М.: Наука, 1977. С. 360.
-
Дубошин Г.Н. Небесная механика. Методы теории движения искусственных небесных тел. М.: Наука, 1983. С. 352.
Для цитирования
Погуляев Д.И., Лопатин В.П. Оценка погрешности определения орбиты низкоорбитального спутника и градиентов гравитационного потенциала по измерениям навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем // Альманах современной метрологии. 2026. № 1 (45). С. 51–62.
Финансирование
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках научного проекта № 23-67-10007, https://rscf.ru/project/ 23-67-10007/.
Вклад авторов
Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку статьи.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет потенциального конфликта интересов в связи с исследованием, представленным в данной статье.
Эта публикация доступна под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License (CC BY 4.0)
©
Погуляев Д.И., Лопатин В.П., 2025
JATS XML
Статья в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.
Д.И. Погуляев, В.П.Лопатин