区别于GNSS卫星使用地面站网进行精密定轨的策略，低轨卫星由于飞行速度快、地面投影面积小，使用同GNSS定轨策略的前提是密集分布的全球地面站网，这在海洋、沙漠、以及政治不稳定地区难以实现。因此，低轨卫星精密定轨往往借助其星载GNSS接收机及天线，作为GNSS用户，利用GNSS信号及动力学模型进行质心精密定轨。然而，地面用户所需轨道为低轨卫星下行信号天线相位中心轨道，从低轨卫星质心到下行信号天线相位中心的改正涉及低轨卫星实时姿态数据，在轨道预报阶段，该类数据缺失，在预报精密的天线相位中心轨道时需顾及此因素。同时，若轨道最终以星历参数的形式提供给用户，为方便用户使用，也需要对低轨卫星下行信号天线的相位中心，而非质心进行拟合。
现有的低轨卫星的轨道确定、预报及星历参数拟合过程，基本针对低轨卫星的质心而进行。由于低轨卫星的质心随动力学模型运动和变化，在质心及星载GNSS天线相位中心偏差（Phase Center Offset, PCO）标定准确的情况下，质心定轨可达较高精度，基于精密质心定轨结果进行的轨道预报及星历参数拟合结果基本不再受低轨卫星姿态的影响。然而，质心轨道结果不方便地面用户直接使用，因为用户需要的实际轨道为下行信号天线的相位中心位置，而非低轨卫星质心位置。
当前的GNSS广播星历是基于GNSS卫星下行导航信号天线相位中心进行拟合而得到的星历参数，然而GNSS广播星历所还原的相位中心轨道非精密轨道，有分米至米级轨道误差。一般的GNSS事后精密轨道文件，为质心轨道；GNSS轨道的实时流产品，分质心轨道及相位中心轨道两种形式，但GNSS轨道实时流为基于低频GNSS广播星历而播发的高频率XYZ改正数，非星历参数本身。
基于低轨卫星质心的高精度轨道确定及预报结果，可直接拟合成不同星历参数，每组星历参数可以恢复一定拟合时间段下的质心轨道坐标。然而，由于地面用户需要的实际轨道产品为下行导航信号的天线相位中心轨道，需要进行质心至相位中心的改正。由于该改正数变化迅速，且高度依赖低轨卫星的姿态，需要用户在实时获得低轨卫星姿态数据来进行这道额外工序以获得所需的相位中心轨道。对于姿态控制不稳定的低轨卫星，或者与原先姿态设定偏离较大的低轨卫星，在失去实时姿态数据的情况下，容易导致较大的相位中心轨道误差，影响定位结果。
GNSS广播星历可直接还原基于下行信号天线相位中心的轨道，然而GNSS广播星历精度较低，需额外播发改正数实时流来还原精密轨道。同时，GNSS轨道比低轨卫星轨道高出许多，从星历拟合参数个数、形态、及拟合时长上与低轨卫星有较大差别；GNSS卫星造价较高，姿态控制稳定，而成本较低的低轨卫星或面临姿态偏差增大、不够稳定等问题。
本发明要解决的技术问题是：顾及低轨卫星的姿态因素，一步到位解决基于低轨卫星下行信号天线相位中心的轨道预报及星历参数拟合的问题，使用户可直接通过低轨卫星星历参数还原高精度相位中心轨道。
本发明针对下行导航信号天线朝向对地的低轨导航卫星，提出在低轨卫星轨道预报前，基于已有姿态数据计算卫星轨道坐标系（径向、切向、法向）至转换后的星固坐标系的转换矩阵，计算旋转角度，从而推算预报时间点的相应旋转角度及转换矩阵，计算预报时刻质心至下行信号天线相位中心的改正向量，得到预报相位中心轨道。之后，基于低轨卫星预报相位中心轨道拟合相位中心星历参数。