基于交叉链路 radiometric 测量的月地空间小卫星编队自主定轨性能分析

空间技术的最新进展为小卫星发射至月地空间提供了机会。然而，对这些小卫星的跟踪仍依赖地面操作。考虑到地面操作成本高昂以及小卫星可用星上功率有限所带来的挑战，自主导航可能是一种可行的解决方案。已有诸多关于月地空间任务自主导航方法的研究。其中，LiAISON 仅利用星间测量提供自主定轨方案。本研究旨在考虑测量类型、测量精度、偏差、编队几何与网络拓扑的影响，对基于交叉链路 radiometric 测量的月地空间小卫星编队自主定轨进行详细的性能分析。本研究表明，在月地空间自主导航系统中，距离观测比距离变化率观测提供更好的状态估计精度。由 radiometric 测量导出的视线角测量并未改善系统整体性能。此外，对于高可观测轨道构型中的编队，精度较低的交叉链路测量方法亦可作为一种选择。研究发现，测量偏差与高间隔测量会降低系统整体性能。当编队中航天器多于两颗时，网状拓扑中的导航系统比集中式拓扑提供更好的整体状态估计。