风云四号系列卫星测定轨系统及自动运行设计

李 欢

(西安科技大学高新学院 信息与科技工程学院，陕西 西安 710109)

0 引言

气象卫星在气象、减灾、海洋、林业、农业、民航和交通运输方面具有十分重要的地位。按所在轨道可分成2类：太阳同步轨道气象卫星(也称“极轨道气象卫星”)和地球静止轨道气象卫星。其中静止轨道气象卫星可对覆盖地球近1/3的地区进行观测，实时将观测数据发回地面。其轨道测量、确定和预报精度不仅用于卫星自身轨道保持和姿态控制，更重要的是影响遥感图像的精确定位处理结果[1]。

当前，对于单颗静止气象卫星均建设有专用的测距和定轨系统为其提供时、空上的独占式服务。当出现东西分布而且跨度大的多颗卫星时，如果还采用传统独占服务模式，将造成巨大的地面资源冗余和浪费。针对该问题，本文通过分析测站布局、观测方案和定轨精度等影响，提出增建一套测距定轨系统的必要性，并通过设计智能、自动化运行方案，保证2套测距定轨系统对多颗卫星进行测距、定轨作业的高效、可靠运行[2]。

1 风云四号地面系统及系列卫星测定轨能力分析

风云四号A星是新一代静止气象卫星的首发星[3]，测距和轨道确定系统由卫星转发器、北京(含测距作业控制和轨道确定软件)或广州主站、乌鲁木齐、佳木斯和腾冲(每站一套测距设备)3个测距副站组成，如图1所示。

图1 风云四号A星测距系统Fig.1 FY-4 A satellite ranging system

测距系统的工作原理是：主站和副站同时向卫星发送测距信号(码分多址)，通过卫星转发回地面，测量信号上、下传输时间，然后乘以光速即可得到地面到卫星的距离。……