GPS卫星轨道与姿态之间转换关系的研究

摘要

在导航卫星太阳光压力模型建立、观测模型中天线相位中心改正和相位缠绕改正计算及其动力学轨道的计算中,卫星姿态是不可或缺的信息.导航卫星的姿态包括名义偏航姿态和偏航姿态异常时期(正午、子夜、地影期)的卫星姿态,本文根据导航卫星的姿态控制规律,使用GPS卫星的位置和速度信息,在惯性参考系中计算不同型号卫星在不同时期的偏航角,进一步计算得出卫星星固系在惯性系下的轴系指向,即卫星姿态数据,系统地阐述了轨道与姿态之间的转换关系.以2013年10月为例,使用IGS提供的精密星历,计算了这一时段GPS卫星的偏航角和姿态,研究了卫星偏航姿态的变化规律.通过精密轨道转换得到的姿态数据文件可以方便地为接下来的相关计算所用,本文的研究工作也可以为与GPS导航卫星采用类似持续动偏模式的北斗新一代导航卫星的姿态计算提供参考.