系统工程与电子技术

作者：王志豪, 仲惟超, 张皓*

单位：1. 中国科学院空间应用工程与技术中心，北京 100094；2. 中国科学院大学航空宇航学院，北京 100049；3. 上海卫星工程研究所，上海 201100

关键词：低轨巨型星座,平均根数估计,扩展卡尔曼滤波,非奇异轨道根数,轨道摄动

基金：中国科学院项目（XDA30010200）资助课题

针对低轨（low Earth orbit, LEO）巨型星座这类近圆轨道卫星自主构型保持的需求，研究一种基于非奇异轨道根数和扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）的自主实时平均轨道根数估计算法。推导非球形摄动带谐项、田谐项和大气阻力摄动作用下的平均根数动力学模型，并以此建立滤波模型，设计基于EKF的自主实时平均根数估计算法。仿真结果表明，该算法可以长期应用于平均根数的在轨估计，精度相比数值迭代法和快速傅里叶变换方法可以提升一个量级，其中半长轴估计误差可达米级，而且全部轨道根数的估计误差均具有稳定性。最后将算法应用于卫星真实测量数据，验证了算法在实际工程中的可行性以及对不同轨道高度的适用性。

来源：2025年第10期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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