一種火箭橇試驗平直軌道設計方法

2023-10-24 01:10:27

一種火箭橇試驗平直軌道設計方法
【專利摘要】本發明公開了一種火箭橇試驗平直軌道設計方法。在選取軌道最低點和方向後，確定軌道的起始點P0，通過偏航角γ和俯仰角β的坐標變換，得到WGS-84坐標系下的軌道坐標，為軌道建設提供連續的地理信息數據。該方法可以為國內火箭橇軌道建設提供一種全新的設計思路，建成的軌道不受地球曲率影響，保持絕對平直，最大限度的節省人力、財力、物力，為火箭橇試驗軌道的建設提供更大的應用潛力和理論基礎。
【專利說明】一種火箭橇試驗平直軌道設計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種火箭橇試驗平直軌道設計方法，尤其涉及一種長距離、高直線度的火箭橇試驗軌道的設計方法，可用於火箭橇試驗軌道的建設領域。
【背景技術】
[0002]在慣性測量系統開展火箭橇試驗前，需要了解沿軌道運行的相關參數。試驗軌道直接鋪設在地球表面上，因此，無論是慣性導航，還是GPS，定位模型方程的建立與解算等問題，都直接或間接地用到地球幾何形狀及其重力場參數。
[0003]地球表面起伏不平、很不規則，並不是一個理想的旋轉橢球體(ellipsoid)。地球的形狀，通常是指地球的物理表面和數學表面。地球的物理表面是客觀存在的，是地球與其外層大氣間的分界面；而它的數學表面則是大地水準面，這是一個重力等位面，由大地測量確定。在大地測量領域，大地水準面定義為平均海水面及其在大陸的延伸所形成的閉合曲面，它是測量成果 的基準面，它所包圍的大地體最能代表地球。
[0004]地球內部的物質分布很不均勻，因而地球重力場的變化也不規則，大地水準面無法用一個簡單的數學方程來描述它。實際工作中，採用一個旋轉橢球來近似地球的幾何形狀，稱之為參考橢球面。按照大地測量術語，參考橢球面不僅其大小和形狀接近地球本體，而且經過了橢球定位定向使其與大地水準面最為吻合。
[0005]一個參考橢球體的大小和形狀，可以用兩個幾何參數來描述:長半軸a、短半軸b和扁率f，這兩個參數的具體數值由大地測量方法求定。旋轉橢球體的數學模型為
[0006]
【權利要求】
1.一種火箭橇試驗平直軌道設計方法，其特徵在於步驟如下: (1)在地球直角坐標系中，任意確定一點P(Xp，yp，zp)作為火箭橇試驗平直軌道最低佔.(2)在地球直角坐標系中，經過P點做水平面的平行線，直線的單位方向矢量記為(m, η, ρ),利用(m, η, ρ)及P點坐標,建立空間直線方程，一= 一= 一; (3)在上述空間直線參數方程上選取一點Ptl,作為軌道的起始點，軌道沿PtlP方向且軌道方程符合步驟(2)中的空間直線方程； (4)將上述軌道方程從地球直角坐標系轉換到發射點軌道坐標系，並確定軌道相對WGS-84坐標系的俯仰角β和偏航角Y ； (5)利用上述俯仰角β和偏航角Y將軌道方程轉換到地理坐標系下。
2.根據權利要求1所述的一種火箭橇試驗平直軌道設計方法，其特徵在於:所述步驟(3)中的Ptl與P點之間的距離最優為待設計火箭橇試驗平直軌道長度的一半。
3.根據權利要求1所述的一種火箭橇試驗平直軌道設計方法，其特徵在於:所述的發射點軌道坐標系以Ptl點為原點，X軸指向P方向，Y軸位於水平面上且垂直於X軸，三個坐標軸符合右手規則。
【文檔編號】G01C25/00GK103954302SQ201410199159
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】魏宗康, 段宇鵬, 劉璠 申請人:北京航天控制儀器研究所