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SGP4/SDP4模型用于空间碎片轨道预测的精度分析 被引量：47
1
作者 韩蕾 陈磊 周伯昭 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期65-71,共7页
为保证航天任务的顺利完成 ,必须采用一定的模型 ,对可能威胁目标轨道的空间碎片进行跟踪预测。文中首先给出标称轨道的计算模型 ;接着介绍两行轨道根数 (TLE)和考虑了简化常规 /深空扰动的近似解析解模型 (SGP4/SDP4) ,并提供TLE使用... 为保证航天任务的顺利完成 ,必须采用一定的模型 ,对可能威胁目标轨道的空间碎片进行跟踪预测。文中首先给出标称轨道的计算模型 ;接着介绍两行轨道根数 (TLE)和考虑了简化常规 /深空扰动的近似解析解模型 (SGP4/SDP4) ,并提供TLE使用的坐标系和惯性系之间的转换 ;然后以典型轨道为例 ,分析SGP4/SDP4与标称轨道的偏差。运算结果表明SGP4/SDP4运算速度快 ,满足一定精度 ,可以用于空间碎片的轨道预测和初步威胁评估。 展开更多
关键词 空间碎片 航天任务 轨道根数 威胁评估 精度分析 坐标系 扰动 SDP 近似解析解 运算速度
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卫星编队飞行的动力学特性与相对轨道构形仿真 被引量：21
2
作者 高云峰 宝音贺西 李俊峰 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期458-461,共4页
为了克服 Hill方程的局限性 ,利用轨道根数描述卫星编队飞行 ,从理论上给出了长期编队所需的条件 ,包括相对位置和相对速度的关系 ,以及和各卫星相对轨道根数之间的关系 ;理论上证明了要长期近距离编队卫星轨道周期必须相同。仿真了各... 为了克服 Hill方程的局限性 ,利用轨道根数描述卫星编队飞行 ,从理论上给出了长期编队所需的条件 ,包括相对位置和相对速度的关系 ,以及和各卫星相对轨道根数之间的关系 ;理论上证明了要长期近距离编队卫星轨道周期必须相同。仿真了各种不同轨道根数下的相对运动轨迹 ,与定性的理论分析进行比较 ,说明了轨道根数描述方法的优越性。方法可适用任意偏心率的椭圆轨道 ,将为飞行器编队飞行的轨道设计提供理论参考。 展开更多
关键词 卫星编队飞行 动力学特性 相对轨道构形 仿真 轨道根数 相对运动
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卫星轨道预报的一种分析方法 被引量：16
3
作者 刘林 王彦荣 《天文学报》 CSCD 北大核心 2005年第3期307-313,共7页
人造地球卫星的轨道预报是空间环境监测和实时跟踪测量中一个重要环节,由于监测对象众多,要求精度也不太高,通常采用分析法预报.在已有分析法得到t时刻平均根数的基础上给出一种轨道预报方法,由t时刻的平均根数给出该时刻卫星的位置和速... 人造地球卫星的轨道预报是空间环境监测和实时跟踪测量中一个重要环节,由于监测对象众多,要求精度也不太高,通常采用分析法预报.在已有分析法得到t时刻平均根数的基础上给出一种轨道预报方法,由t时刻的平均根数给出该时刻卫星的位置和速度,在此基础上将地球非球形引力摄动的周期项直接用卫星直角坐标的位置和速度分量表示,这样可以避免在计算轨道根数变化的周期项时出现的奇点问题,从而对根数的选择无特殊要求,可适用于各种轨道,简化预报程序和相应的软件,提高预报效率. 展开更多
关键词 天体力学 轨道根数 轨道预报
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J_2摄动对编队飞行卫星相对轨道构形的影响 被引量：15
4
作者 李俊峰 孟鑫 +1 位作者 高云峰 李响 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期224-227,251,共5页
利用相对轨道根数法研究J2摄动对卫星编队飞行的相对轨道构形的影响,并利用高精度的算法进行数值仿真。结果表明:摄动可以使相对轨道构形发生转动与漂移两种变化。摄动引起相对轨道构形变化的形式,取决于参加编队卫星的轨道根数。当主... 利用相对轨道根数法研究J2摄动对卫星编队飞行的相对轨道构形的影响,并利用高精度的算法进行数值仿真。结果表明:摄动可以使相对轨道构形发生转动与漂移两种变化。摄动引起相对轨道构形变化的形式,取决于参加编队卫星的轨道根数。当主、从星的轨道参数中只有升交点赤径不相同时,摄动对相对轨道构形几乎没有影响;当主、从星偏心率不相同时,摄动将引起相对轨道构形的转动;而当主、从星之间轨道倾角、近地点幅角和近地点时刻各不相同时,摄动将引起相对轨道构形的漂移。 展开更多
关键词 J2摄动 编队飞行卫星 相对轨道构形 航天器飞行力学 轨道根数
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卫星编队飞行中的队形设计研究 被引量：8
5
作者 高云峰 李俊峰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期128-131,98,共5页
目前关于卫星编队飞行的研究有显著的增加。多颗从属卫星(从星)在近距离内与主卫星(主星)组成特定的队形以完成相应的任务,是卫星编队飞行的特点及潜在优势。卫星在编队飞行时,其队形定义为以各颗卫星质心为顶点所构成的几何形状,而队... 目前关于卫星编队飞行的研究有显著的增加。多颗从属卫星(从星)在近距离内与主卫星(主星)组成特定的队形以完成相应的任务,是卫星编队飞行的特点及潜在优势。卫星在编队飞行时,其队形定义为以各颗卫星质心为顶点所构成的几何形状,而队形设计则是根据队形的几何形状求出各卫星的轨道根数(其中主星的轨道根数可以根据任务的要求事先确定)。基于相对轨道根数法,根据卫星相对运动方程,提出了“自然队形”的概念及队形设计的一般方法,并给出了具体的例子。 展开更多
关键词 卫星编队飞行 队形 轨道根数 相对轨道根数法
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空间目标的光度特性及其成像信噪比研究 被引量：13
6
作者 陈维真 张春华 周晓东 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第12期716-719,共4页
开展空间目标的光散射与辐射特性的研究,对目标的探测、跟踪与识别、突防等技术具有十分重要的应用价值。本文对空间目标光度特性以及成像信噪比展开了研究。首先,对太阳在大气层外辐射照度进行了计算,推导出空间目标的辐照度计算公式,... 开展空间目标的光散射与辐射特性的研究,对目标的探测、跟踪与识别、突防等技术具有十分重要的应用价值。本文对空间目标光度特性以及成像信噪比展开了研究。首先,对太阳在大气层外辐射照度进行了计算,推导出空间目标的辐照度计算公式,计算了目标的等效视星等值。然后,研究了J2000.0惯性坐标系中太阳、观测卫星和目标卫星的矢量坐标和各个角度与距离关系,并分析了相对距离、太阳相位角的变化及其对空间目标视星等值的影响。最后,针对CCD相机的系统参数,计算了空间目标CCD成像的信噪比。仿真表明,空间目标的等效星等在不同的观测时刻存在2个星等左右的差别,导致目标成像的信噪比在观测过程中也存在变化。系统地对空间目标的光度特性和进行了研究,为空间目标的探测和识别提供了依据。 展开更多
关键词 空间目标 轨道根数 星等 信噪比
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卫星编队飞行相对轨道的摄动研究综述 被引量：9
7
作者 孟鑫 李俊峰 高云峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期473-478,共6页
卫星在编队飞行过程中总受到各种摄动力的作用,由于轨道摄动直接影响卫星的寿命,研究卫星编队飞行相对轨道的摄动问题具有重要的意义。本文综述了国内外有关编队飞行卫星相对轨道摄动问题的研究方法以及进展,最后针对目前相对轨道摄动... 卫星在编队飞行过程中总受到各种摄动力的作用,由于轨道摄动直接影响卫星的寿命,研究卫星编队飞行相对轨道的摄动问题具有重要的意义。本文综述了国内外有关编队飞行卫星相对轨道摄动问题的研究方法以及进展,最后针对目前相对轨道摄动的研究现状,指出了进一步的研究方向。 展开更多
关键词 卫星编队飞行 相对轨道 摄动 C-W方程 轨道根数
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一种卫星精密星历的插值方法 被引量：12
8
作者 刘迎春 林宝军 张晓坤 《飞行器测控学报》 2004年第4期43-46,共4页
在卫星各种应用中通常需要对卫星的星历进行插值,而且要求插值后星历精度仍保持与原轨道精度相当.本文采用在拉格朗日多项式插值方法基础上改进的Neville算法,对一颗低轨道地球卫星进行了仿真计算,分别对采用轨道根数和直角坐标速度形... 在卫星各种应用中通常需要对卫星的星历进行插值,而且要求插值后星历精度仍保持与原轨道精度相当.本文采用在拉格朗日多项式插值方法基础上改进的Neville算法,对一颗低轨道地球卫星进行了仿真计算,分别对采用轨道根数和直角坐标速度形式的轨道进行插值.仿真结果表明选取合理的插值方法后,可以得到高精度的卫星星历,具有工程应用价值. 展开更多
关键词 星历 低轨道 卫星 插值 仿真结果 算法 高精度 轨道根数 仿真计算
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基于轨道根数的低轨卫星轨道预测算法 被引量：13
9
作者 李丹 于洋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2540-2548,共9页
光电设备因太阳夹角变化、轨道遮挡等原因无法对卫星进行自动跟踪时,需要对卫星轨道进行预测。本文针对利用卫星轨道根数进行轨道预报时难以同时满足实时性和精度要求的问题,提出了一种新的基于轨道根数的卫星轨道预测方法。分析了卫星... 光电设备因太阳夹角变化、轨道遮挡等原因无法对卫星进行自动跟踪时,需要对卫星轨道进行预测。本文针对利用卫星轨道根数进行轨道预报时难以同时满足实时性和精度要求的问题,提出了一种新的基于轨道根数的卫星轨道预测方法。分析了卫星轨道的运行规律,根据低轨卫星的运行特点,利用椭圆曲线对卫星轨道进行预测,并对卫星轨道的轨道方程进行了近似处理。通过引入一些冗余变量简化了卫星轨道解算模型,在保证计算实时性的前提下,大大提高了轨道预测精度。实验显示:采用线性外推方法对卫星轨道进行预测时,预测5s后,轨道预测的偏差会增大到10″,而采用本文提出的基于轨道根数的卫星轨道预测算法,预测50s后的最大预测偏差均不超过2″,极大地提高了卫星轨道预测精度,实现了光电设备在无法对卫星进行自动跟踪时,能够对卫星进行"盲跟踪"。 展开更多
关键词 低轨卫星 轨道预测 轨道根数 光电设备
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近地共面轨道上两飞行器在径向连续小推力下的追逃界栅 被引量：13
10
作者 张秋华 孙毅 +1 位作者 黄明明 段广仁 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期530-534,共5页
针对近地共面轨道上两飞行器在轨追逃对策问题,以轨道根数为状态变量,在双方均为径向连续可变小推力的假设条件下,研究定性微分对策方法中考虑推力性能的界栅存在条件.在此条件下推导出可变推力的最优控制量,以及以偏心率和幅角为状态... 针对近地共面轨道上两飞行器在轨追逃对策问题,以轨道根数为状态变量,在双方均为径向连续可变小推力的假设条件下,研究定性微分对策方法中考虑推力性能的界栅存在条件.在此条件下推导出可变推力的最优控制量,以及以偏心率和幅角为状态变量的界栅表达式.仿真实例在给定捕获半径的条件下,给出了偏心率的界栅曲线,并表明当对策结束时。 展开更多
关键词 轨道根数 径向推力 追逃对策 界栅
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一种小卫星绕飞编队的运动学设计新方法研究 被引量：10
11
作者 陆宏伟 郗晓宁 于起峰 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期124-131,共8页
在用运动学方法进行小卫星绕飞编队的相对运动分析和轨道设计时,_一般假设环绕卫星和参考卫星的升交点赤经差、轨道倾角差和纬度幅角差均为小量,从而对相对运动方程进行近似和简化.但是当参考卫星的轨道倾角等于零或较小时,环绕卫星和... 在用运动学方法进行小卫星绕飞编队的相对运动分析和轨道设计时,_一般假设环绕卫星和参考卫星的升交点赤经差、轨道倾角差和纬度幅角差均为小量,从而对相对运动方程进行近似和简化.但是当参考卫星的轨道倾角等于零或较小时,环绕卫星和参考卫星的升交点赤经差和纬度幅角差并不是小量,此时由于假设条件不成立而无法得到合理的轨道设计结果.针对这种情况,本文提出了一种小卫星绕飞编队的运动学设计新方法.首先对零轨道倾角卫星编队的卫星相对运动方程进行近似简化,得到了以轨道根数差为参数的相对运动方程和卫星编队设计方法,然后通过转移矩阵变换来进行任意轨道倾角的卫星绕飞编队设计,最后通过实例验证了方法的正确性. 展开更多
关键词 卫星编队 运动学 轨道根数 轨道设计 小卫星
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卫星编队飞行中的相对轨道构形 被引量：7
12
作者 李响 李俊峰 高云峰 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1496-1499,共4页
卫星编队飞行具有广阔的应用前景,为此应用轨道根数研究卫星编队飞行的相对运动,得到了精确的相对运动轨迹。对轨道共面、轨道不共面,小偏心率椭圆轨道(包括圆轨道)、大偏心率椭圆轨道等情况进行了对比,对各种可能出现的轨道构形进行了... 卫星编队飞行具有广阔的应用前景,为此应用轨道根数研究卫星编队飞行的相对运动,得到了精确的相对运动轨迹。对轨道共面、轨道不共面,小偏心率椭圆轨道(包括圆轨道)、大偏心率椭圆轨道等情况进行了对比,对各种可能出现的轨道构形进行了归类。研究表明:卫星编队的条件是轨道半长轴相等,相对轨道构形依赖于中心卫星与伴随卫星的相对轨道根数,而与中心卫星的轨道根数无关。这些结论为编队飞行的任务设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 相对轨道构形 微小卫星 编队飞行 轨道根数 相对运动 偏心率
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编队飞行卫星相对运动的零J_2摄动条件 被引量：10
13
作者 孟鑫 李俊峰 高云峰 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期219-223,共5页
地球形状摄动对卫星编队飞行的相对运动有很大影响,会使卫星的相对轨道发生转动或漂移。该文推导了主、从星沿小偏心率轨道运行情况下的相对轨道的零J2摄动条件。如果编队卫星的交点周期和节线的进动速率相等,那么J2摄动对相对运动没有... 地球形状摄动对卫星编队飞行的相对运动有很大影响,会使卫星的相对轨道发生转动或漂移。该文推导了主、从星沿小偏心率轨道运行情况下的相对轨道的零J2摄动条件。如果编队卫星的交点周期和节线的进动速率相等,那么J2摄动对相对运动没有影响,卫星可长期保持编队飞行。在选取的主、从星轨道根数之差为小量的前提下,给出了零J2摄动的一阶近似条件的解析表达式。仿真结果表明,当编队卫星的相对运动满足零J2摄动的一阶近似条件时,卫星相对运动轨道构形的漂移明显减少。 展开更多
关键词 航天器飞行力学 编队飞行卫星 轨道根数 零J2摄动 交点周期 节点进动速度 小偏心率轨道 小卫星
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偏流角对星载三线阵相机摄影的影响 被引量：12
14
作者 胡燕 胡莘 +1 位作者 王新义 赵斐 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2006年第4期62-63,共2页
本文通过介绍偏流角的产生原因以及星载三线阵CCD相机的成像特点,结合具体算例分析了偏流角以及剩余偏流角对星载三线阵相机摄影的影响,提出为了保证三线阵影像的有效立体重叠,必须对偏流角进行修正。
关键词 星载三线阵相机 轨道根数 运动状态参数 偏流角 剩余偏流角
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战术弹道导弹的弹道仿真 被引量：11
15
作者 肖滨 郭鹏程 +1 位作者 衡军 张丛智 《系统仿真技术》 2008年第4期213-217,221,共6页
战术弹道导弹(TBM)的弹道运动可以看作是导弹绕地心质点的二体运动,因此进行TBM弹道仿真的关键是根据发射点和落点的经纬度计算弹道轨道根数。考虑导弹运动过程中地球自转所产生的落点经度的变化,研究建立了弹道轨道根数的求解方法,通... 战术弹道导弹(TBM)的弹道运动可以看作是导弹绕地心质点的二体运动,因此进行TBM弹道仿真的关键是根据发射点和落点的经纬度计算弹道轨道根数。考虑导弹运动过程中地球自转所产生的落点经度的变化,研究建立了弹道轨道根数的求解方法,通过坐标变化方法对轨道根数进行了校验,并采用二体椭圆轨道运动理论实现了TBM的弹道仿真,仿真得到的发射点落点位置与给定的位置完全重合,从而对轨道根数进行了进一步的确认。 展开更多
关键词 战术弹道导弹 弹道仿真 轨道根数 VV&A
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两行根数的精度评估 被引量：11
16
作者 杨维廉 《航天器工程》 2009年第3期8-13,共6页
两行根数是北美防空司令部基于一般摄动理论产生的用于预报地球轨道飞行器位置和速度的一组轨道根数,用于近地卫星时所采用的数学模型是SPG4,它已被著名软件STK选为进行轨道推算的可选方法之一。文章对它的精度进行了评估,并认为它有很... 两行根数是北美防空司令部基于一般摄动理论产生的用于预报地球轨道飞行器位置和速度的一组轨道根数,用于近地卫星时所采用的数学模型是SPG4,它已被著名软件STK选为进行轨道推算的可选方法之一。文章对它的精度进行了评估,并认为它有很大的应用价值。 展开更多
关键词 卫星轨道 轨道根数 轨道预报
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基于下一代四星转轮式编队系统精确和快速反演FSCF地球重力场 被引量：8
17
作者 郑伟 许厚泽 +2 位作者 钟敏 刘成恕 员美娟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2928-2935,共8页
第一,由于重力卫星编队轨道的稳定性设计是建立下一代高精度和高空间分辨率地球重力场模型的关键,因此为保证下一代四星转轮式编队系统的稳定性,轨道根数的最优设计如下:(1)轨道半长轴a、轨道偏心率e、轨道倾角i和升交点赤经Ω保持不变;... 第一,由于重力卫星编队轨道的稳定性设计是建立下一代高精度和高空间分辨率地球重力场模型的关键,因此为保证下一代四星转轮式编队系统的稳定性,轨道根数的最优设计如下:(1)轨道半长轴a、轨道偏心率e、轨道倾角i和升交点赤经Ω保持不变;(2)每对卫星的近地点幅角ω和平近点角M分别相差180°;(3)初始近地点辐角ω设置于赤道处,初始平近点角M设计于极点处;(4)卫星编队系统椭圆轨道的半长轴和半短轴之比为2∶1.第二,基于下一代四星转轮式编队系统,利用星间速度插值法,通过相关系数(激光干涉测量系统的星间速度0.85、GPS接收机的轨道位置和轨道速度0.95、星载加速度计的非保守力0.90)、观测时间30天和采样间隔10s,反演了120阶FSCF-1/2/3/4(Four-Satellite Cartwheel Formation)地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为1.162×10-4 m,较目前GRACE地球重力场精度至少提高一个数量级.第三,下一代四星转轮式编队系统具有低轨道高度、高精度测量、全张量观测、弱混频效应和强时变信号的优点. 展开更多
关键词 四星转轮式编队 双星串行式编队 轨道根数 优化设计 卫星重力反演
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基于弹道仿真的反导系统分析 被引量：7
18
作者 霍伟 王晓钧 《中国电子科学研究院学报》 2009年第5期507-510,共4页
根据远程火箭弹道学知识,建立了弹道导弹飞行轨迹的数学模型。给出了建模基本理论、初始条件和具体求解过程。以具有典型射程的三种弹道导弹参数为输入,给出了各种相关曲线和关键点数据。基于此仿真模型及其结果,对反导系统构架中的预... 根据远程火箭弹道学知识,建立了弹道导弹飞行轨迹的数学模型。给出了建模基本理论、初始条件和具体求解过程。以具有典型射程的三种弹道导弹参数为输入,给出了各种相关曲线和关键点数据。基于此仿真模型及其结果,对反导系统构架中的预警时间、雷达仰角、多层拦截作战问题进行了分析。 展开更多
关键词 弹道导弹 轨道根数 导弹防御 系统构架
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基于轨道根数交接的弹道导弹落点快速预报 被引量：7
19
作者 毛艺帆 张多林 王路 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第1期33-38,共6页
为实现弹道导弹精确落点的快速预报,提出基于轨道根数交接的落点预报方法。多功能地基相控阵雷达通过综合自身计算的目标轨道根数信息与远程预警相控阵雷达上报至预警中心的目标轨道根数信息,对弹道导弹实时定轨,待落点误差精度满足要求... 为实现弹道导弹精确落点的快速预报,提出基于轨道根数交接的落点预报方法。多功能地基相控阵雷达通过综合自身计算的目标轨道根数信息与远程预警相控阵雷达上报至预警中心的目标轨道根数信息,对弹道导弹实时定轨,待落点误差精度满足要求后,进行落点精确预报。仿真结果表明,相对传统落点预报方法,能够将预报时间缩短近40%。 展开更多
关键词 弹道导弹 落点预报 轨道根数 雷达交接
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跟踪空间非合作目标的一种相对轨道确定方法研究 被引量：5
20
作者 车汝才 张洪华 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期7-13,共7页
研究近地轨道卫星沿航向跟踪空间非合作目标的相对轨道确定问题。首先给出以追踪星与非合作目标轨道根数差分描述的相对运动方程;其次根据星间测量几何关系对应的测量方程,提出一种新的基于两步估计的相对轨道确定方法;最后通过数学仿... 研究近地轨道卫星沿航向跟踪空间非合作目标的相对轨道确定问题。首先给出以追踪星与非合作目标轨道根数差分描述的相对运动方程;其次根据星间测量几何关系对应的测量方程,提出一种新的基于两步估计的相对轨道确定方法;最后通过数学仿真验证了收敛速度快于扩展卡尔曼滤波,并对初始状态的选取不敏感,具有一定鲁棒性。 展开更多
关键词 非合作目标 轨道确定 相对运动 轨道根数 两步估计 卫星
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