面月导航卫星的星历与算法设计
天体物理仪器与方法
2026-02-18 v3
摘要
本文提出面向支持月球增强导航系统（LANS）的月球导航卫星的星历与算法消息表示方法。该方法将拟合轨道元素、切比雪夫多项式和傅里叶级数相结合，高效地表示受月球引力和第三体效应等复杂扰动影响的月球卫星轨迹。对于星历，采用混合切比雪夫-傅里叶公式化�拟合精度在长时间段上保持优势，同时在数据大小限制为佳的LunaNet互操作性规范下保持消息紧凑。对于算法，引入紧凑的低阶多项式和傅里叶模型，以捕获15天拟合弧段中中期轨道变化。该方法在多个轨道范围内进行了验证，包括30小时、24小时和12小时的椭圆月冻结轨道（ELFOs）以及6小时极地轨道。结果表明，所提出的框架在6小时星历弧段内实现亚米级位置和亚毫米每秒级速度拟合误差，且在900位限制内，算法拟合精度足以在温启动操作中可靠地实现卫星可见性识别。
引用
@article{arxiv.2510.25161,
title = {Ephemeris and Almanac Design for Lunar Navigation Satellites},
author = {Keidai Iiyama and Grace Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.25161},
year = {2026}
}
备注
Submitted to IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems