一种基于星间方向观测的初轨计算方法

基于天基网空间监测的技术背景,用一已知轨道的天基观测平台对不明空间目标的方向观测,在定轨精度要求并不太高的要求下,研究了单颗卫星的天基平台定初轨的问题,并提出了一套基于此观测模型的中低轨空间目标的初轨计算方法。通过模拟生成测角资料对方法进行检验,计算结果显示方法在目前提出的定轨精度下是稳健可行的。

一种适用于长弧段的初轨计算方法

根据单位矢量法测轨原理,在人造卫星初轨计算的单位矢量法基础上,给出了一种适用于长弧段的初轨计算方法.该方法既适用于长弧段,也适用于短弧段;适用于各种不同类型的观测资料和任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星;有利于提高初轨测定精度;并改善整个计算收敛性.特别需要指出的是,该方法与有摄初轨计算的单位矢量法相结合,为单位矢量法从初轨计算推广到轨道改进打下了坚实的基础.

单站单圈测距资料初轨计算的单位矢量法

根据单位矢量法测轨原理,在已知轨道面参数i,Ω的前提下,给出了一种适用 于单站单圈测距资料的初轨计算方法．计算结果表明,方法是有效的．在没有测角资料或 测角资料精度显著低于测距精度的情况下,有应用价值．

基于角度量观测的卫星初轨计算技术研究

文中对基于角度量观测的卫星初轨计算技术进行了研究。当具有单圈观测弧段时,提出一种新的初轨计算方法—图解法;当观测弧段较短时,采用遗传算法确定初始轨道,并设计了一种收敛速度快、寻优精度高、便于工程化的十进制浮点数编码遗传算法。通过仿真计算验证了提出方法的有效性。

总体最小二乘法在初轨计算中的应用

在分析了UVM2方法条件方程特点的基础上,将总体最小二乘法(TLS)引入轨道计算中,避免了原算法中对活力公式的线性化处理．仿真和实测计算结果表明,将TLS应用于UVM2是有效的．

初轨计算方法中的常数系统差修正

在单位矢量法的基础上给出了一种常数系统误差修正方法．大量的数据验算结果表明,当测量数据中含有显著常数系统误差时,在初轨计算中修正常数系统差是有效的,可以提高测轨精度．

UVM2初轨计算的误差估计

ＵＶＭ２是一种新的初轨计算方法，本文根据误差理论，对ＵＶＭ２初轨计算的内符合误差估计及其传播进行了分析和研究，并给出了具体的误差估计和传播的计算公式。

小行星初轨计算的Fortran程序设计

由改进的Laplace和Gauss方法分别给出小行星初轨计算的程序,通过两程序的比较测试得出结论——两方法适用于三次长时间间隔的角观测资料。为实现一天内角观测资料的小行星初轨计算与位置预报,对改进的Laplace方法流程进行了调整。通过增加迭代方程右矩阵的调整,预报结果可用于指导小行星的跟踪观测,文中给出调整后的流程图及预报效果数值验证。

低轨卫星对高轨卫星仅测角初轨计算方法

针对我国地面测站对高轨卫星监视能力缺乏的问题,提出一种低轨卫星对高轨卫星仅测角初轨计算方法。该算法引入天基跟踪坐标系,消除测距信息影响,建立仅测角观测方程;引入法向运动,增加摄动因素影响,建立扩展拉普拉斯动力学模型;推导分析观测模型和动力学模型的关系方程,将初轨计算问题转换为非线性方程求解问题,利用高斯全主元消去法完成方程求解。通过实战和仿真测角数据对方法进行检验,结果表明,该方法能利用仅测角数据对非合作目标进行初轨确定,精度在公里量级,可为我国地基监视系统提供补充参考。

卫星多种轨道参数计算及软件实现

通过轨道参数计算软件对已获取的卫星的位置、速度信息进行处珲计算，能较为准确的得出卫星的轨道参数。与STK软件运行结果比对，本软件能提高轨道参数的精确度，并满足卫星多种轨道参数计算的工程要求。

近地小行星极短弧定轨的进化算法研究

近地小行星的巡天项目不断涌现,得到了海量的观测数据.而巡天观测方式使获得的数据弧段过短,传统方法在定轨和识别上存在极大困难,加之短弧定轨问题本身的病态性,如何有效利用这些短弧数据对于发现、监测和评估小行星的威胁具有重要意义.在进化算法下构建极短弧定轨的计算框架,选用三变量的(a, e, M)优选法,保持维数较低的同时,使优化结果不再依赖观测量.采用参数较少、操作简便的差分进化算法,利用不同偏心率小行星的轨道模拟数据进行试验,对获得的最优解及其分布聚集区域进行分析,大偏心率轨道由于其本身的复杂性,会对算法搜索的灵敏度产生影响,需缩小搜索空间以提高搜索能力.结果表明算法在小偏心率问题中表现较好,可以得到有效结果为后续工作提供参考信息,大偏心率问题在传统方法失效的情况下,虽然最优解在整体分布中并不明显,但分布仍包含真实解,可结合分布密度和适值大小进行分析.未来需要对大偏心率问题作进一步研究,考虑其观测位置和观测时刻对算法产生的影响,分类计算.

基于轨道匹配和改进的空间目标识别方法

空间目标识别就是对外层空间运行的目标进行类型或属性辨认。空间目标一般是沿着固有轨道运动的目标,它的轨道根数是表征其运行规律的主要参数,也是进行空间识别的基础。该文提出了一种基于轨道匹配改进的空间目标识别方法。利用空间目标运动的规律性,对目标的雷达观测数据进行初轨计算、轨道匹配和轨道改进三个部分的处理,对目标的不同圈次观测数据进行关联和积累,并在优化轨道根数的同时实现对空间目标的匹配识别。针对匹配识别模糊情况,通过分析比较轨道改进收敛时的根数内符合误差和观测数据的残差,确定最可能的匹配识别结果。仿真实验结果说明了该方法的有效性。

基于粒子群算法的极短弧定轨

针对经典的初轨计算方法在极短弧定轨中不适用的情况,建立了一种基于粒子群算法的极短弧(TooShort-Arc,TSA)定轨的计算方法。该方法将问题转化为两个三变量的分层优化问题,采用(a,e,M)作为优选变量,在保持问题维数较低的同时,实现了计算结果和观测资料的解耦。由于实测资料处理中的野值剔除方法不适用于粒子群算法,所以,采用稳健估计法,通过在适值函数中使用最小中值二乘准则,实现了稳健的极短弧计算方法。同时,应用MATLAB计算软件,选用缺省参数实现该算法,以进行数据验证。基于实测数据的数值验证表明,方法对于近圆轨道目标30s以下的弧段仍可以获得有效的结果,10s弧段误差仅为16km。此精度满足后续处理的需要,且方法稳健,具有很高的崩溃点。

用1颗或2颗GPS卫星确定低轨卫星初轨的算法研究

研究了用 1颗或 2颗GPS卫星进行低轨卫星初轨计算的问题 :给出了基于线性变换的初值计算方法 ;并以此为迭代起点 ,分别用割线法、Newton下降法以及同伦延拓法等综合算法解算非线性方程组 .计算机仿真结果证明 :整个算法能在较短时间内给出低轨卫星的初轨 。

一种有根数的约束的单位矢量法

本文在单位矢量法测轨原理的基础上,给出了一种根据已知的部分粗略轨道根数进行约束求解的实用测轨方法。该方法已经在实际工作中得到应用。大量的实测计算表明,该方法在观测资料较差时,能够较好地提高初轨计算收敛率,测轨精度也优于一般比典的初轨计算方法。