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SODA (Satellite Orbit Determination Analyzer)精密定轨软件



早期精密定轨软件大部分由Fortran开发,主要面向科研。从软件维护及不同的应用需求,有些已经难以满足现代定轨及软件工程的需求。

SODA (Satellite Orbit Determination Analyzer)为解决多种场景的轨道确定需求,开发的一套系列轨道动力学与轨道确定软件。暂时包含三个版本,分别是SODA-HPOD,SODA-SDM和SODA-VRTK

  • SODA-HPOD(High-Precision Orbit Determination)以星载GNSS为应用场景,为满足星载嵌入式的需求,采用标准C语言编写。同时为了科研需要,保留了实验室版本。 另外,该部分还包括激光检核模块,由于激光检核不需要星上处理,因此采用C++编写。
  • SODA-SDM(Satellies and Debris Monitoring)为综合应用软件,其中包含轨道计算中多个模块。 包含轨道预报、定轨、新目标的初轨、编目数据库的自主处理等。该系统以java为基础开发。
  • SODA-VRTK(Virtual reference station RTK) 主要针对运动载体的差分定位。包含虚拟参考站的处理及RTK定位。定位部分主要采用C语言,通信部分则以C++为主,支持伪距差分和相位差分。

在系列软件研制中,学习和参考了国内外尤其是课题组以前的多个软件及其他的资料,在此感谢。





SODA-HPOD



SODA-HPOD(High-Precision Orbit Determination)软件由上海天文台独立开发,初版完成于2024年7月。主要处理高精度轨道确定,目前可以处理星载GNSS精密定轨技术。后续逐步增加其他观测类型。 详细信息见

除GNSS精密定轨外,SODA-HPOD还支持SLR卫星激光测距检核,目前该模块精度为厘米级。该模块采用C++编写,可以独立运行。另,包含光学纯测角定位软件,该软件也由C++开发,可独立运行。

软件基本信息如下

开发语言 C语言,C99标准
应用场景 嵌入式星载GNSS精密定轨。实验室版本支持Windows、Linux数据处理
参数估计 批处理、序贯处理
可估参数 卫星轨道、钟差、相位模糊度、太阳光压、大气阻尼、经验力等
数值积分 KSG多步法(Adams-Cowell积分器类型的一种)
卫星姿态 姿态实测数据或名义姿态

目前,软件已具备初步功能,轨道确定精度在厘米级。目前,软件在多款开发板测试。









SODA-SDM


SODA-SDM(Satellies and Debris Monitoring)软件由上海天文台开发,针对卫星及碎片空间非合作目标监测。

软件介绍如下

开发语言 java , SpringBoot +SpringCloud。数据库:Mysql + Redis
数据类型 目前可以处理光学、雷达定轨,其他类型添加中
处理能力 (十)万量级目标定轨、数据关联、编目和机动检测等
初轨计算 光学采用改进的Laplace,Guass,雷达采用RAE
两行根数 两行根数外推(生成地心天球坐标系与地固坐标系位置速度),两行根数生成(位置或位置速度),模型:SGP\SDP
数据关联 贝叶斯
多线程 为了应对海量弧段的处理信息,系统支持多线程并发处理。
集群架构 采用服务器集群的方式进行实现,通过服务器的内部组网实现高性能的服务器集群组。
其他模块 机动检测、碰撞概率计算、规避碰撞最优轨控策略等其他应用模块

目前,软件已具备初步功能,尚在调优,测试界面如下







SODA-VRTK


SODA-VRTK(Virtual reference station RTK) 软件由上海天文台与合作者联合开发,利用虚拟参考站技术实现对目标的高精度差分定位,目前该软件已经应用在 高动态目标项目中 并且对静态目标进行了测试。

软件基本信息如下

开发语言 C/C++, javascript
应用场景 VRS RTK技术的主要优势在于其灵活性和高精度,适用于需要高精度定位的各种应用场景,如精准农业、建筑工程、测绘、无人机操作等领域
数据类型 伪距、相位
参数估计 扩展卡尔曼滤波
运行模式 实时处理,并在界面显示相关信息
事后模式 支持事后处理与数据回放。

软件部分界面截图如下