中文摘要：

利用全球导航卫星系统(GNSS)对高地球轨道(HEO)航天器进行精密定轨，可提航天器的定轨精度、降低成本。本项目主要针对利用GNSS对HEO航天器进行精密定轨存在问题和需解决的关键技术进行分析，提出相关方法和解决方案，并对设计的方法和方案进行理论分析和仿真验证。研究内容主要包括对利用GNSS对HEO航天器定轨的可见性、动态性、信号功率等对GNSS接收机性能影响机理分析，设计适用于微弱信号、高动态、远近效应、非线性等环境下的GNSS接收机捕获、跟踪和定位算法。具体包括将混沌理论与相关算法结合解决微弱信号的捕获问题，利用正交联合极大似然估计算法解决远近效应问题，采用基于小生境遗传算法的粒子滤波技术解决HEO航天器精密定轨的非线性参数估计问题。该研究可为发展我国高精度、低成本的基于GNSS的HEO航天器的精密定轨技术提供研究基础，并可扩展我国北斗全球卫星导航系统的应用领域。

结论摘要：

本项目要针对利用GNSS对HEO飞行器进行精密定轨存在的问题和需解决的关键技术进行分析，提出相关解决方案，并对设计的方法和方案进行理论分析和仿真验证。首先对基于GNSS的HEO飞行器精密定轨性能及影响机理进行分析，包括GNSS对HEO航天器进行定位的可见性、几何精度因子、信号功率、动态性等，为提出有效的解决方案提供了依据。其次，对远近效应、微弱信号条件下GNSS捕获和跟踪方法进行研究，包括基于正交联合的极大似然估计远近效应消除技术，标准的PLL/DLL微弱信号跟踪算法及基于扩展Kalman滤波算法与相关算法结合的微弱信号跟踪算法，为利用GNSS对HEO飞行器进行导航定位提供了良好工作的基础。最后，提出HEO航天器轨道参数估计技术。航天器的运行轨道受到轨道参数的约束，可利用HEO航天器的轨道参数及摄动方程辅助GNSS进行工作，在对HEO航天器轨道参数和摄动因素进行分析后，采用基于小生境遗传算法的粒子滤波技术解决HEO航天器精密定轨的非线性参数估计问题，并采用扩展Kalman滤波方法提高定轨精度。本项目研究的利用GNSS系统进行HEO飞行器定位导航的相关技术，对卫星导航的产业化发展及高轨卫星自主定位的发展提供了理论依据，对提高HEO飞行器的定位精度，保障其抗摧毁和机动能力具有重要的意义。