一種火箭橇試驗(yàn)平直軌道設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種火箭橇試驗(yàn)平直軌道設(shè)計(jì)方法。在選取軌道最低點(diǎn)和方向后，確定軌道的起始點(diǎn)P0，通過(guò)偏航角γ和俯仰角β的坐標(biāo)變換，得到WGS-84坐標(biāo)系下的軌道坐標(biāo)，為軌道建設(shè)提供連續(xù)的地理信息數(shù)據(jù)。該方法可以為國(guó)內(nèi)火箭橇軌道建設(shè)提供一種全新的設(shè)計(jì)思路，建成的軌道不受地球曲率影響，保持絕對(duì)平直，最大限度的節(jié)省人力、財(cái)力、物力，為火箭橇試驗(yàn)軌道的建設(shè)提供更大的應(yīng)用潛力和理論基礎(chǔ)。
【專利說(shuō)明】一種火箭橇試驗(yàn)平直軌道設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種火箭橇試驗(yàn)平直軌道設(shè)計(jì)方法，尤其涉及一種長(zhǎng)距離、高直線度的火箭橇試驗(yàn)軌道的設(shè)計(jì)方法，可用于火箭橇試驗(yàn)軌道的建設(shè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在慣性測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)展火箭橇試驗(yàn)前，需要了解沿軌道運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)。試驗(yàn)軌道直接鋪設(shè)在地球表面上，因此，無(wú)論是慣性導(dǎo)航，還是GPS，定位模型方程的建立與解算等問(wèn)題，都直接或間接地用到地球幾何形狀及其重力場(chǎng)參數(shù)。
[0003]地球表面起伏不平、很不規(guī)則，并不是一個(gè)理想的旋轉(zhuǎn)橢球體(ellipsoid)。地球的形狀，通常是指地球的物理表面和數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)表面則是大地水準(zhǔn)面，這是一個(gè)重力等位面，由大地測(cè)量確定。在大地測(cè)量領(lǐng)域，大地水準(zhǔn)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(cè)量成果 的基準(zhǔn)面，它所包圍的大地體最能代表地球。
[0004]地球內(nèi)部的物質(zhì)分布很不均勻，因而地球重力場(chǎng)的變化也不規(guī)則，大地水準(zhǔn)面無(wú)法用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方程來(lái)描述它。實(shí)際工作中，采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球來(lái)近似地球的幾何形狀，稱之為參考橢球面。按照大地測(cè)量術(shù)語(yǔ)，參考橢球面不僅其大小和形狀接近地球本體，而且經(jīng)過(guò)了橢球定位定向使其與大地水準(zhǔn)面最為吻合。
[0005]一個(gè)參考橢球體的大小和形狀，可以用兩個(gè)幾何參數(shù)來(lái)描述:長(zhǎng)半軸a、短半軸b和扁率f，這兩個(gè)參數(shù)的具體數(shù)值由大地測(cè)量方法求定。旋轉(zhuǎn)橢球體的數(shù)學(xué)模型為
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種火箭橇試驗(yàn)平直軌道設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟如下: (1)在地球直角坐標(biāo)系中，任意確定一點(diǎn)P(Xp，yp，zp)作為火箭橇試驗(yàn)平直軌道最低占.(2)在地球直角坐標(biāo)系中，經(jīng)過(guò)P點(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo),建立空間直線方程，一= 一= 一; (3)在上述空間直線參數(shù)方程上選取一點(diǎn)Ptl,作為軌道的起始點(diǎn)，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(biāo)系轉(zhuǎn)換到發(fā)射點(diǎn)軌道坐標(biāo)系，并確定軌道相對(duì)WGS-84坐標(biāo)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(zhuǎn)換到地理坐標(biāo)系下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火箭橇試驗(yàn)平直軌道設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述步驟(3)中的Ptl與P點(diǎn)之間的距離最優(yōu)為待設(shè)計(jì)火箭橇試驗(yàn)平直軌道長(zhǎng)度的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火箭橇試驗(yàn)平直軌道設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的發(fā)射點(diǎn)軌道坐標(biāo)系以Ptl點(diǎn)為原點(diǎn)，X軸指向P方向，Y軸位于水平面上且垂直于X軸，三個(gè)坐標(biāo)軸符合右手規(guī)則。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK103954302SQ201410199159
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】魏宗康, 段宇鵬, 劉璠 申請(qǐng)人:北京航天控制儀器研究所
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