天基空间目标监视与跟踪系统轨道确定技术研究

针对天基空间目标监视系统的工作模式,研究了空间目标的可观测性问题,并讨论了Laplace初轨确定方法在该系统中的局限性,提出了一种新的空间目标初轨确定方法——遍历切割平面法.在此基础上研究了天基空间目标监视系统的精密轨道改进算法,尤其针对动力学模型不精确的非合作目标,利用半参数模型的估计理论,提出了抗差补偿动力学模型定轨算法.实验结果表明,单星遍历切割平面法能快速准确地为轨道改进提供历元初值,该初值精度完全可以达到精密轨道改进的收敛要求.同时抗差动力学模型补偿定轨算法能有效抑制模型误差的影响,显著提高轨道确定精度.

俄罗斯的空间目标监视、识别、探测与跟踪系统

俄罗斯拥有强大的空间监测系统。该系统包括空间目标监视系统和弹道导弹预警系统两部分。空间目标监视系统主要由雷达探测网和光电观测网组成;弹道导弹预警系统由地基弹道导弹预警系统和导弹预警卫星系统两部分组成。空间目标监视系统综合网每天能产生5万条左右的观测数据,维持近5000个目标的编目,其中大部分为低轨目标。

空间预警系统对弹道导弹的监视与跟踪

以典型系统 (美国的国防支援计划 )为例 ,介绍了空间红外预警系统的基本结构与发展过程 ,定量分析了空间预警系统对弹道导弹的探测能力。围绕对弹道导弹的监视与跟踪过程 ,讨论了对弹道导弹战术参数估计的两类基本方法 :不利用先验弹道模板的方法和基本目标先验弹道模板的方法。分析了参数估计问题存在的困难 。

面向天基光学监视的空间目标TLE拟合与跟踪方法

针对天基光学监视特点和需求对TLE拟合方法进行改进,使其适于仅测角被动跟踪定轨应用.在采样拟合方法基础上,提出基于测角资料的TLE非线性最小二乘拟合方法;将TLE单点拟合方法与SGP4模型嵌入跟踪滤波过程,在混合坐标系中采用Sigma点卡尔曼滤波方法提高滤波稳定性.仿真结果表明,本文方法在获取非合作空间目标TLE的同时可实现摄动条件下天基光学被动跟踪.

基于天基光学监视的空间目标跟踪方法研究

利用天基观测平台实现对空间目标的有效监视跟踪是空间监视的发展趋势.在对天基光学监视特点进行分析的基础上,通过对帧集内目标运动条痕线性拟合提取帧集测量信息,提出适合其数据特点的空间目标被动跟踪方法,并给出相应跟踪初始化方法.该方法在降低信息处理数据流量的同时可以保证一定的精度.

空间跟踪与监视系统探测能力分析

基于空间跟踪与监视系统性能参数信息,借鉴国内相关研究成果,建立了空间跟踪与监视系统红外探测能力分析相关模型,分析了其探测距离、探测精度、定位精度、识别能力,对于空间跟踪与监视系统的相关研究工作具有一定的参考价值。

美国天基空间目标监视系统概况

随着美军对天基空间目标监视研究的高度重视,近几年美国将重点研制和部署一些新型天基空间目标监视系统,以确保美国在近期内获得满足空间对抗需求的空间态势感知能力。

空间目标监视性能分析与评估系统设计

为了更好地分析地基雷达和天基光学系统对空间目标的监视性能,以Visual C++为主要工具,开发了空间目标监视性能分析与评估系统。给出了总体的系统设计框架,通过建立空间目标数据库实现对空间目标的有效管理,该系统可以对在轨运行空间目标进行高精度的轨道递推和姿态仿真。设计了ModelReaderCom组件,实现了卫星的几何与行为一体化建模。采用面向对象的软件设计思想,实现了系统的三维显示引擎。以天基光学系统为例,基于该系统分析了对空间目标的监视性能,并以图表形式给出了直观的显示分析结果。

移动目标跟踪的红外监视系统设计

利用视频图形压缩、移动目标跟踪算法，依靠红外激光夜视成像工作原理与ARM微处理器而构建的红外监视系统，系统能够完成移动监控对象图像数据的无线传输与实时监测记录，具有初步的移动目标跟踪能力，适合特定目标的远程跟踪监控需求。

基于多目标航迹起始算法的船舶雷达监视系统设计

针对海面机动目标实时跟踪难、定位精度低等问题,为进一步拓宽近海领域监管,保证邻海安全,船舶雷达监视系统的优化设计与实现是值得深入研究的方向。通过对船舶雷达监视系统的架构分析和功能设计等研究,利用多源数据融合技术实现对近海船舶目标的实时、动态、立体的区块化智能监控。并针对船舶机动目标跟踪这一核心问题,提出了一种基于非线性无迹卡尔曼滤波(UKF)的多目标航迹起始算法,能有效提高目标探测概率并降低虚假航迹,并通过仿真验证了算法的有效性。该研究具有一定的参考价值。

空间激光通信系统光斑小目标跟踪算法研究

在空间激光通信链路中,大气湍流、结构设计误差、平台扰动等因素为链路的精确对准和精密跟踪带来了困难。为提高激光链路的跟踪精度,首先对光斑跟踪过程中的影响因素进行研究分析,继而对跟踪算法做出改进。针对跟踪目标特性,设计了一种自适应模板目标相关跟踪算法,并搭建了基于粗精复合轴跟踪系统的实验平台,开展了实验验证。结果表明:与当前常用跟踪算法相比,该设计处理速度可达1 kfps,目标跟踪位置与真实位置基本重合,目标跟踪准确率高于98%,在处理速度、跟踪准确率与算法鲁棒性上均有较大提升,具有一定的实用性。

国外天基空间目标监视系统发展综述

梳理了美国天基空间目标监视系统发展历史及现状,通过美国发射的典型技术试验卫星和空间监视装备总结出抵近详查卫星、广域监视卫星、子母卫星3个天基空间监视系统发展的方向。详细介绍了典型空间目标监视系统:天基空间目标监视系统(SBSS)、地球同步轨道空间态势感知计划(GSSAP)、空间增强型同步轨道实验平台卫星(EAGLE)、快速在轨空间技术和评估环(ROOSTER)。阐述了4种先进空间监视系统的基本信息、任务需求及技术指标。在此基础上,根据美国天基空间目标监视系统技术特点及发展方向,结合国内情况,提出了相关建议。

天基空间目标监视中转台伺服控制系统的设计

为了实现高精度目标跟踪,研制了一套以数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为双核心处理器的二维跟踪转台伺服控制系统。控制算法采用位置环和速度环的双闭环比例积分(Proportional-Integral,PI)控制,通过串联校正改善了开环系统的相角裕度和幅值裕度,提高了闭环系统的带宽,最终实现了二维转台高精度、低速平稳的控制。机构和控制器联合调试结果表明:对方位轴和俯仰轴分别做最大速度和最大加速度的正弦引导时,方位轴最大跟踪误差为0.006°,误差均方根值为3.25″;俯仰轴最大跟踪误差为0.005°,误差均方根值为3.24″。测试结果证明该控制系统能够实现二维转台的低速平稳运行,满足大型转台伺服控制系统的性能要求。

美导弹防御局深思熟虑空间跟踪与监视系统过渡时期的构想

美国导弹防御局（MDA）正在斟酌这样一个构想，即购买一颗导弹跟踪卫星，用以填补预定今年发射的一对试验卫星，和一个已经推迟部署的星座之间的间隙。

美推进“空间跟踪监视系统”计划

“空间跟踪监视系统”（STSS）计划是复活的“天基红外系统一低轨”（SBIRSLow）计划，目标是在低轨部署卫星，对弹道导弹在助推器熄火后的途中飞行阶段进行跟踪监视。首批两颗STSS卫星将于明年交付并发射。导弹防御局（MDA）目前正在完善STSS计划，采购后续卫星，以减小导弹跟踪覆盖缝隙。

弹道导弹中段监视与跟踪仿真系统设计

随着反导防御系统的发展,弹道导弹突防将受到更大的威胁,而弹道导弹中段是攻防对抗集中体现的区域。本文以美国的天基红外预警系统为参考,对弹道导弹中段监视与跟踪仿真系统进行了研究,提出了仿真系统的体系结构,并对仿真模型的具体实现进行了详细的描述。系统的建立可为弹道导弹作战模拟提供研究平台,并可对面向空间预警的信息处理算法进行评估,为中段反导作战的具体影响提供有益的参考信息。

俄罗斯空间目标监视系统综述

本文全面回顾介绍了俄罗斯(及苏联)空间目标监视系统(SKKP)的诞生、发展及应用情况。俄罗斯的空间目标监视设施经历了地面自动控制系统-空间目标监视局-空间目标监视中心-空间目标监视系统等发展阶段，监视手段日趋多样，情报能力不断增强。作为常备的战略情报系统，SKKP具有重大的军事与经济意义，它是保障俄罗斯安全的重要手段，更在该国的航天活动中发挥了重要作用。

运动目标图像识别与跟踪系统的研究

研究了在简单背景下实现对运动目标的识别与跟踪, 给出了目标跟踪的原理图和结构框图。整个系统主要由图像采集模块、图像信号处理单元、监视器和伺服机构组成, 重点论述了图像信号处理单元的实现过程和算法分析, 包括图像预处理, 图像分割, 特征提取, 目标识别与跟踪算法, 充分考虑系统的实时性, 稳定性。实验结果表明, 该系统能在简单场景下对运动目标进行实时跟踪, 达到预想效果。