小型化LEO星座与BDS-3全星座联合定轨仿真.docx

北斗卫星导航系统（BDS）在全球范围内已完成了星座组网，但由于地面测站主要在国内布设，对于中高轨道卫星（MEO）的全弧段跟踪能力受限，且北斗星座包含地球静止轨道（GEO）卫星，这些卫星相对静止，导致观测几何结构较弱，进而产生较大系统误差，影响定轨精度。为了解决这些问题，可以利用低轨卫星（LEO）辅助导航卫星进行精密定轨增强。 LEO 卫星因其较高的轨道频率，能提供更多的观测机会，改善导航系统的观测几何结构。例如，加入3颗LEO星载GPS观测数据到6个国内测站，可以显著提高轨道精度。中国风云3号C星搭载了GPS/BDS双模接收机，结合LEO数据，提升了北斗GEO卫星的轨道精度。研究表明，利用LEO星座增强导航信号，用户定位的收敛时间可显著缩短，使用载波相位观测量甚至能将收敛时间缩短至3分钟。 文章中提出了一种由24颗卫星组成的小型LEO星座的仿真方案，选择LEO星座时需要考虑轨道参数，如轨道交点周期、回归圈数和回归周期等。轨道半长轴、轨道倾角等参数会影响交点周期，进而影响回归轨道的条件。仿真选择了轨道半长轴为7154.44km、轨道倾角为98.498°、偏心率为0.0010311的轨道，得到的回归周期为26天，每天卫星运行约19926926圈的 Walker 24/6/1 构型。表1列出了LEO星座的升交点赤经和平近点角详细信息。 接着，文章提到了BDS（北斗）与GPS的联合定轨仿真。BDS-3全星座与LEO星座的联合定轨实验可以进一步提升定位精度，特别是对于GEO卫星。这种联合定轨方法不仅可以克服地面测站布局限制，还可以利用LEO星座的观测数据增强导航系统的性能，减少电离层延迟和对流层延迟等系统误差。 通过LEO星座与BDS-3全星座的联合定轨仿真，可以优化导航系统的定位精度和收敛时间，尤其是在处理GEO卫星定轨问题时效果尤为明显。这种仿真研究为未来导航系统的设计和改进提供了理论依据和技术支持，有助于构建更高效、更精确的全球导航网络。