低轨卫星激光测距轨道预报方法及精度分析

王 磊，赵春梅，何正斌，马天明

（1.山东科技大学 测绘与空间信息学院，山东 青岛 266590；2.中国测绘科学研究院 北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站，北京 100036）

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卫星激光测距（satellite laser ranging,SLR）是现代空间大地测量最先进的技术之一，在建立和维持高精度地球参考框架、探测和监视板块运动和地壳形变、建立地球重力场模型等领域具有重要意义[1-2]。同时，SLR 具有高精度和无模糊度的特点，也是检核卫星精密轨道外符合精度的最可靠手段[1]。激光测距原理是，通过精密测定激光脉冲从测站到卫星激光反射器的往返时间，继而得到某一时刻测站到卫星的距离[3]。由于低轨（low Earth orbiting,LEO）卫星飞行速度快，过境时间短，有的只有4 min，为获取更多数据，SLR 站需要精度较高的卫星预报轨道，通常情况下沿轨预测误差不应远大于50 m，以便与装有激光反射器的卫星建立连接，然后获取激光测距的测量结果。卫星轨道预报的精度影响到获取卫星所需的时间以及获取卫星测距数据的成功率，如果预报的轨道质量太差，则会增加目标的捕获时间，影响卫星测距数据获取成功率，进而影响数据数量[4-5]。

卫星轨道的预报方法主要有解析法轨道预报、多项式拟合法轨道预报、动力学模型轨道预报等[6]。解析法轨道预报具有算法简单、运算量小等特点，且不需要数值积分就能预报轨道：文献[7]利用2 行根数采用斯德普（SDP）4 模型对北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）的中高轨卫星进行轨道预报，预报精度达千米级；文献……