一种单星对星仅测角无源定轨跟踪方法

在星对星无源定轨跟踪中,由于卫星运动方程的非线性和隐函数性,如何建立适合递推滤波的状态预测方程和状态转移矩阵是个首要的问题。根据卫星运动的动力学和几何学条件,推导准确的状态预测方程及其对应的状态转移矩阵,并给出了相应的计算方法。根据单站无源定位理论,提出了一种新的基于准确状态预测模型的仅测角单星对星无源定轨跟踪方法。仿真实例表明,与已有的采用近似状态预测模型的定轨方法相比,该方法具有更高的估计精度和更快的收敛速度,且两者计算耗时相当。

机载单站对运动目标无源定位跟踪算法

针对无源定位系统中,机载单站相对于运动辐射源目标作为状态模型,在测方位角及其变化率基础上,引入多普勒频率变化率参数构建观测模型。常用的扩展卡尔曼滤波(EKF)存在不稳定和精度低的问题,采用修正增益的扩展卡尔曼滤波算法(MGEKF),找出修正函数矩阵,实现定位状态滤波估计。仿真结果表明,MGEKF算法较之EKF算法有较高的定位精度和较快的收敛速度。

基于准确状态模型的单星对星测角和测频无源定轨方法

在星对星无源定轨跟踪中,由于卫星运动方程的非线性和隐函数特性,如何建立适合递推滤波的状态预测方程和状态转移矩阵是个首要的问题。根据目标星与观测星相对速度很大的特点,在角度观测之外引入频率观测,然后根据卫星运动的动力学和几何学条件,推导准确的状态预测方程及其对应的状态转移矩阵,并给出了相应的计算方法。结合EKF滤波算法,提出了一种新的基于准确状态预测模型的单星对星测角和测频无源定轨跟踪方法。仿真实例表明,该方法定位性能较仅测角定位法有很大程度改善;且与已有的基于近似状态预测模型的利用角度和频率信息的定轨方法相比,本文方法亦具有更高的估计精度和更快的收敛速度,且两者计算耗时相当。

基于径向运动信息的单星对星快速无源定轨跟踪方法研究

在单星对星无源定轨跟踪中,传统的测角类定位方法存在精度低、收敛时间过长等问题。根据目标卫星与观测卫星之间存在剧烈相对运动的特点,将径向速度和离心加速度等径向运动信息引入单星对星无源定轨系统。推导利用径向运动信息的定轨原理,导出适当的状态预测方程及其对应的状态转移矩阵,提出一种基于径向运动信息的单星对星无源定轨跟踪方法。仿真实例表明,与测角类定轨方法相比,该方法较具有更高的估计精度,且收敛速度有很大的改善,可以实现快速定轨,另外计算耗时相当。

一种新的单星对星无源定轨方法

在单星对星无源定轨跟踪中,仅测角方法的滤波收敛时间较长且精度不高。在角度观测之外增加角度变化率观测,然后根据卫星运动的动力学和几何学条件,推导准确的状态预测方程及其对应的状态转移矩阵,给出了相应的计算方法。结合EKF滤波算法,提出一种新的基于角度和角度变化率信息的单星对星无源定轨跟踪方法。与仅测角定位法相比,该方法定位性能有很大程度改善,具有更高的估计精度和更快的收敛速度,且两者计算耗时相当。

一种基于运动学原理的单星对星无源测距定位方法

在对卫星的无源定位跟踪研究中,目标距离的获得是关键问题.测角类的定位方法不能即时测距,且存在收敛慢、精度低的不足.根据运动学原理和卫星运动动力学方程,推导无源测距方程并给出解法,从而提出一种无源测距方法.在此基础上,结合测距分解观测模型,给出基于运动学原理的单星对星无源测距定位方法.仿真实例验证了测距方法及基于测距的定位跟踪方法的正确性和有效性.与已有的基于几何定位原理的测角类定位方法相比,该方法具有更高的定位精度和更快的收敛速度,可实现快速定位.

基于UKF算法的惟方位单站无源跟踪

单站无源跟踪问题本质上是非线性估计问题,使用传统的EKF算法进行跟踪滤波,得到的结果误差较大,容易产生发散现象。本文在惟方位跟踪中应用UKF算法,仿真结果表明,与EKF相比,采用UKF算法跟踪精度较明显的提高,同时增强了滤波器的稳定性,有效地改善了跟踪性能。

基于散射体模型的单站无源定位算法

提出了基于二次散射模型下,采用机动的单观测站来实现对MS的定位算法。该算法利用不同观测点获得伪目标的运动轨迹,运用圆拟合法联合估计多个第二层散射体的位置和第二层散射体到MS之间的散射距离,从而将单站定位转换成多站定位;其次将第二层散射体视为伪基站,利用成熟的多站定位算法估计第一层散射体位置;最后利用第一层散射体的位置和信号发射角估计MS的位置。其仿真结果验证了该算法的有效性。

基于改进的高阶累积量的运动单站高分辨率直接定位方法

提出了一种基于改进的高阶累积量的单个运动无源阵列对多辐射源直接高分辨率定位的方法。该方法继承了直接定位法步骤简单、定位精度高等优势。由于应用了四阶累积量,其可定位的辐射源数量可以大于阵元的个数,并且由于利用特征空间的方法对该方法进行了改进,其分辨率也要高于类MUSIC等直接定位方法。仿真验证了以上理论分析。

对卫星目标的仅测角天基单站无源定位可观测性分析

可观测性分析是无源定位与跟踪系统的前提和基础。由于卫星运动系统方程是状态变量的隐函数形式,以及观测方程的非线性,使得对卫星目标仅测角无源定位的可观测性研究难度较大。鉴于此,从伪线性化角度对非线性系统方程进行改造,推导了关于状态变量的显性系统状态方程,对仅测角条件下的单星对星无源定位系统进行了可观测性分析,为进一步研究仅测角单星对星的无源定轨跟踪提供了理论基础。最后给出了仿真实例,验证了理论分析的正确性。