星载 GNSS 测量是当前低轨卫星最主流的精密定轨技术手段。GNSS测量的实际作用点是GNSS接收机的天线相位中心，而卫星动力学的作用点为卫星质心，在定轨过程中相位中心与质心之间的转换高度依赖卫星的姿态信息；因此，卫星姿态是影响低轨卫星精密定轨的关键性因素。

对于搭载TDI-CCD相机的诸多遥感卫星，如资源系列、高分系列与天绘系列等卫星，为保证遥感图像的成像质量，一般会通过卫星偏航控制来实现对TDI-CCD相机偏流角的补偿，因此卫星会呈现出一种特殊的偏航姿态。本研究构建了一种针对偏流角补偿的低轨卫星偏航姿态模型，该模型默认俯仰角与翻滚角为零，根据卫星的位置与速度计算偏流角，然后以偏流角的反向作为偏航角。以ZY3-03卫星为实验对象，与默认偏航角为零的常规的零姿态模型相比，偏航姿态模型虽然同样无法消除在少数历元因卫星大幅度侧摆而引起的大角度翻滚误差，但其更能够准确地描述卫星的偏航姿态变化，偏航角的变化幅度和趋势与真实的偏航角基本一致，且偏航角误差仅为0.013°（RMS）。偏航姿态模型应用于ZY3-03卫星的精密定轨，实验发现：采用常规的零姿态模型时，由于其未能考虑卫星的偏航姿态变化，轨道法向会存在较为明显的周期性误差；而采用本研究提出的偏航姿态模型，由于其准确描述了卫星的偏航姿态变化，轨道法向误差得到明显消除。实验结果表明，采用偏航姿态模型，可以实现更高精度的卫星定轨。

图1 偏航姿态模型示意以及在精密定轨中的应用效果

在无精密姿态数据支持的情况下，采用本研究提出的偏航姿态模型，可以更加准确地描述遥感卫星的真实姿态，从而实现更高精度的卫星定轨；这为遥感卫星的精密定轨提供了更为精细的处理方案，具有重要应用价值。本研究受国家自然科学基金（No. 42304030）、科技部重点研发项目（No. 2023YFB3906500）等项目的资助。