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天基空间目标监视的短弧段定轨技术 被引量:11
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作者 李冬 易东云 程洪玮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2339-2345,共7页
利用两个短弧段的天基测角资料实现对空间目标的轨道确定是天基空间目标监视系统需解决的重要问题之一。提出利用二体轨道的角动量和能量守恒方程计算空间目标初轨的新方法,该方法将短弧段的主要测量信息表示为弧段属性,由两个短弧段的... 利用两个短弧段的天基测角资料实现对空间目标的轨道确定是天基空间目标监视系统需解决的重要问题之一。提出利用二体轨道的角动量和能量守恒方程计算空间目标初轨的新方法,该方法将短弧段的主要测量信息表示为弧段属性,由两个短弧段的弧段属性建立守恒方程,采用变量替换法求解守恒方程获得多个初轨,通过方差分析从中选择合适的初轨。针对轨道改进中的迭代发散和收敛于局部极小点的问题,提出了选取多个迭代初值进行轨道改进的采样方法。仿真结果表明,初轨确定算法是可行的,轨道改进能成功解算最小二乘轨道。 展开更多
关键词 天基空间目标监视 短弧段 初轨确定 轨道改进
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关于各种类型数据的初轨计算方法 被引量:8
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作者 刘林 张巍 《飞行器测控学报》 2009年第3期70-76,共7页
航天测控中的定轨任务,包含初轨确定和精密定轨两类不同的工作。关于初轨问题,传统意义下的定轨模型是对应一个无摄运动的二体问题,而精密定轨,必须采用符合问题精度要求的力学模型,即对应一个"完整"力学系统的受摄二体问题... 航天测控中的定轨任务,包含初轨确定和精密定轨两类不同的工作。关于初轨问题,传统意义下的定轨模型是对应一个无摄运动的二体问题,而精密定轨,必须采用符合问题精度要求的力学模型,即对应一个"完整"力学系统的受摄二体问题。就定轨的基本原理而言,尽管后者可以涵盖前者,但前者在短弧的前提下,有特殊的定轨方式,其最大的特征是可以在无任何初始信息的前提下,将一个复杂的多变元迭代问题转化为一个简单的"单"变元迭代过程,而且在必要的情况下,同样可以考虑摄动影响。本文将针对传统的测量数据和不断出现的新的测量模式所提供的数据类型,结合我们自己的工作,对目前主要的初轨计算方法作一综述。 展开更多
关键词 短弧与长弧 二体问题 摄动 初轨 精密定轨
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TG01/SZ08交会对接轨道确定与预报精度分析 被引量:6
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作者 李勰 唐歌实 +5 位作者 张宇 谢剑锋 李翠兰 王健 段建锋 曹建峰 《飞行器测控学报》 CSCD 2013年第2期162-167,共6页
以我国首次空间交会对接为背景,介绍了交会对接任务轨道计算和预报的新特点。针对TG01("天宫一号"目标飞行器)调相控制期间的中长期轨道预报问题,分析了影响预报精度的多种因素,定量给出了偏航飞行姿态对轨道预报的影响,通过... 以我国首次空间交会对接为背景,介绍了交会对接任务轨道计算和预报的新特点。针对TG01("天宫一号"目标飞行器)调相控制期间的中长期轨道预报问题,分析了影响预报精度的多种因素,定量给出了偏航飞行姿态对轨道预报的影响,通过对不同策略预报结果的比较,制定了轨道预报的最优策略;针对SZ08("神舟八号"飞船)远距离导引期间的短弧定轨,采用适应短弧情况下的定轨策略,分别利用3圈、6圈地基统一S频段和中继卫星数据的定轨位置精度优于50m。 展开更多
关键词 “天宫一号”(TG01) “神舟八号”(SZ08) 交会对接 中长期轨道预报 短弧定轨
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梦天实验舱初始轨道快速计算策略与分析
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作者 段成林 盛庆轩 +3 位作者 段建锋 王浩宇 慎千慧 陈铭 《上海航天(中英文)》 CSCD 2023年第5期30-35,共6页
初始轨道是航天器入轨评价的关键判据,快速准确计算初始轨道可在入轨异常时为应急救生控制赢得时间。针对传统初始轨道计算方法时间与精度不能兼顾的问题,设计了初始轨道快速计算策略,根据运载火箭加速度变化率来判断舱箭分离时间,采用... 初始轨道是航天器入轨评价的关键判据,快速准确计算初始轨道可在入轨异常时为应急救生控制赢得时间。针对传统初始轨道计算方法时间与精度不能兼顾的问题,设计了初始轨道快速计算策略,根据运载火箭加速度变化率来判断舱箭分离时间,采用基于动力学约束的实时轨道滑动批处理方法累积超短弧分离后数据计算初始轨道,对利用各种数据源确定的多组初始轨道进行逻辑优选判断。通过梦天试验舱仿真数据验证表明:使用该策略计算初始轨道,可达到事后精密定轨同等精度,计算时间控制在1 min以内,时效性远超事后精密轨道确定方法。 展开更多
关键词 初始轨道 舱箭分离 滑动批处理 短弧定轨 梦天试验舱
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由星载GPS确定低轨卫星初始状态解的误差分析 被引量:4
5
作者 赵春梅 欧吉坤 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期646-650,共5页
分析了星载GPS动力学短弧定轨中的偶然误差、GPS星历误差和采样间隔对卫星初始状态参数估计结果的影响。仿真计算表明 ,在非力学模型误差综合影响下 ,利用双频P码无电离层组合进行动力学短弧定轨的精度优于 1 0m ;弧段较短时法方程严重... 分析了星载GPS动力学短弧定轨中的偶然误差、GPS星历误差和采样间隔对卫星初始状态参数估计结果的影响。仿真计算表明 ,在非力学模型误差综合影响下 ,利用双频P码无电离层组合进行动力学短弧定轨的精度优于 1 0m ;弧段较短时法方程严重病态 ,条件数高达 1 0 9,此时宜寻求有效的算法。 展开更多
关键词 短弧定轨 动力法 病态 采样率 参数估计
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海基单站短弧光学跟踪GEO精密定轨 被引量:2
6
作者 邵瑞 宋叶志 +4 位作者 陈赟 谭龙玉 张少伟 叶钊 曾春平 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期274-280,共7页
针对地基测控网对空间目标在时空覆盖上存在盲区等问题,利用海基单站对空间目标进行光学跟踪定轨,以加强对空间目标的空间感知能力。对实测场景进行仿真并基于实测的测角数据对GEO目标定轨,在短弧段且非连续的观测下,每个目标的定轨残... 针对地基测控网对空间目标在时空覆盖上存在盲区等问题,利用海基单站对空间目标进行光学跟踪定轨,以加强对空间目标的空间感知能力。对实测场景进行仿真并基于实测的测角数据对GEO目标定轨,在短弧段且非连续的观测下,每个目标的定轨残差符合海基光学设备的测量噪声标准。对比仿真定轨的结果,实测残差与仿真残差基本一致,表明在定轨弧段内实测定轨精度约为百米到公里级。验证了在短弧段观测条件下,海基单站对GEO目标定轨的可行性。 展开更多
关键词 海基测控 短弧观测 天文定位 GEO 精密定轨
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神经网络在甚短弧初轨确定问题中的应用 被引量:2
7
作者 张郑元 桑吉章 陈俊宇 《测绘地理信息》 CSCD 2022年第6期16-19,共4页
目前应用于空间碎片仅角度观测值的甚短弧初轨确定问题的Gauss方法、Gooding方法等解析方法并不能得到很高的精度。依据神经网络算法的“万能近似性质”,将其应用于甚短弧初轨确定问题中,并利用Python的Scikit-Learn库中的主成分分析函... 目前应用于空间碎片仅角度观测值的甚短弧初轨确定问题的Gauss方法、Gooding方法等解析方法并不能得到很高的精度。依据神经网络算法的“万能近似性质”,将其应用于甚短弧初轨确定问题中,并利用Python的Scikit-Learn库中的主成分分析函数和Keras库中的前馈神经网络函数处理了一批仿真数据,这些数据观测弧长仅为21 s。结果表明,该算法能够提升传统的初轨确定解算精度。 展开更多
关键词 空间碎片 甚短弧 初轨确定 神经网络
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LEO空间碎片甚短弧角度数据初轨确定方法对比 被引量:2
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作者 雷祥旭 夏胜夫 +4 位作者 杨洋 王啸臻 张郑元 李振伟 桑吉章 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期984-990,共7页
光学观测是空间目标观测中最常见的一种观测方式。采用扫描模式工作时光学观测得到的观测弧段弧长通常很短,有时甚至不到被观测空间目标运行周期的1%,这样的角度数据被称为甚短弧角度数据。基于近圆LEO空间碎片地基实测场景,研究比较仅... 光学观测是空间目标观测中最常见的一种观测方式。采用扫描模式工作时光学观测得到的观测弧段弧长通常很短,有时甚至不到被观测空间目标运行周期的1%,这样的角度数据被称为甚短弧角度数据。基于近圆LEO空间碎片地基实测场景,研究比较仅利用角度数据进行初始轨道确定常用方法的性能差异,分析观测弧长对不同初轨确定算法的定轨成功率和误差的影响,为初轨确定工作提供参考。对比分析了常用的几种方法,包括Laplace方法、Gauss方法、Gooding方法和近几年提出的距离搜索算法等。大规模实测数据处理结果显示,距离搜索算法的成功率高于90%,初轨半长轴统计误差仅为25 km。初轨结果表明,距离搜索算法定轨成功率高于其他算法。研究成果可为解决空间碎片初轨确定问题提供参考。 展开更多
关键词 空间碎片 目标编目 甚短弧 角度数据 初轨确定
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天基光学超短弧段测量的约束域分析方法 被引量:3
9
作者 李骏 安玮 周一宇 《信号处理》 CSCD 北大核心 2009年第6期911-915,共5页
针对天基光学空间目标监视的超短弧段测量数据特点,引入弧段测量约束域概念和域内三角剖分以解决短弧初轨确定问题。利用约束域内剖分节点目标函数性质获取最优初始条件,提出约束域内的约束微分修正方法和三角网细分迭代搜索方法。仿真... 针对天基光学空间目标监视的超短弧段测量数据特点,引入弧段测量约束域概念和域内三角剖分以解决短弧初轨确定问题。利用约束域内剖分节点目标函数性质获取最优初始条件,提出约束域内的约束微分修正方法和三角网细分迭代搜索方法。仿真结果表明,两种方法均能得到有效收敛,可用于解决超短弧段目标的轨道初值问题。 展开更多
关键词 超短弧段 约束域 三角剖分 初轨确定
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探月卫星同波束干涉测量技术应用研究 被引量:2
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作者 韩松涛 陈明 +1 位作者 李翠兰 路伟涛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1960-1965,共6页
探月工程嫦娥4号中继星任务同时搭载月球轨道微卫星,受地面测控资源分配限制,微卫星的轨道测量由地基S/X频段统一测控(TT&C)系统天线(USB)保障。该文通过分析地月转移轨道段中继星、微卫星相对于跟踪测站的几何构型,依托深空干涉测... 探月工程嫦娥4号中继星任务同时搭载月球轨道微卫星,受地面测控资源分配限制,微卫星的轨道测量由地基S/X频段统一测控(TT&C)系统天线(USB)保障。该文通过分析地月转移轨道段中继星、微卫星相对于跟踪测站的几何构型,依托深空干涉测量系统设计实现对微卫星、中继星的同波束干涉测量(SBI)跟踪;发挥中继星测控资源丰富、轨道精度高的优势,获取了微卫星优于1 ns的测角观测量;并应用于微卫星短弧定轨,统计分析表明定轨精度由2 km提升至优于1 km、预报精度由6 km提升至2 km,为微卫星轨道机动后的快速高精度轨道确定与预报提供了有力支撑。 展开更多
关键词 同波束干涉测量 短弧定轨 深空测控干涉测量系统 嫦娥4号
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低轨空间目标甚短弧初轨关联 被引量:2
11
作者 雷祥旭 桑吉章 +3 位作者 李振伟 陈俊宇 杜建丽 贺东雷 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1526-1532,共7页
利用地基或天基光学观测技术进行低轨道(low earth orbit,LEO)目标编目库扩展,两个关键技术为甚短弧初轨确定(initial orbit determination,IOD)和初轨关联,针对这两个问题提出了距离搜索方法和几何方法。利用中国科学院国家天文台长春... 利用地基或天基光学观测技术进行低轨道(low earth orbit,LEO)目标编目库扩展,两个关键技术为甚短弧初轨确定(initial orbit determination,IOD)和初轨关联,针对这两个问题提出了距离搜索方法和几何方法。利用中国科学院国家天文台长春人卫站地基光电阵观测的角度数据和天基光学仿真角度数据进行实验。结果表明,利用距离搜索法进行甚短弧初轨确定,处理天基和地基数据的成功率约为90%;利用几何法进行初轨关联,相同目标初轨关联正确率高于80%。利用长春光电阵数据对关联算法进行了不同初轨条件下的大量测试和分析。初轨确定和初轨关联的试验结果验证了距离搜索法和几何法的有效性,表明这两种算法可应用于编目库扩展。 展开更多
关键词 空间碎片 LEO 光学观测 光电阵 甚短弧 初轨确定 初轨关联
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基于运动信息融合的高精度超前瞄准角算法 被引量:1
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作者 邵新博 苑自勇 +1 位作者 刘夏林 舒嵘 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期87-94,共8页
超前瞄准角计算精度和时间极为重要,直接影响系统跟瞄精度和碎片测距距离。在使用极短弧段的光学测角数据定轨时,稀疏观测数据常常导致定轨结果不收敛,进而无法利用传统方法计算出精确的超前瞄准角。提出了一种新的超前瞄准角计算方法,... 超前瞄准角计算精度和时间极为重要,直接影响系统跟瞄精度和碎片测距距离。在使用极短弧段的光学测角数据定轨时,稀疏观测数据常常导致定轨结果不收敛,进而无法利用传统方法计算出精确的超前瞄准角。提出了一种新的超前瞄准角计算方法,利用卫星平台搭载的惯性传感器和光学探测器所测数据,使用基于Levenberg-Marquardt算法的数据融合算法解算出相对运动的角速度,再结合轨道预报中相对精确的距离信息求解超前瞄准角。在使用极短弧段光学测角数据定轨的工作条件下,新的超前瞄准角计算方法误差小于0.1μrad,收敛时间最短为10 s,均优于传统计算方法,满足激光测距系统的瞄准精度要求。 展开更多
关键词 测量 激光测距 空间碎片 超前瞄准 短弧定轨 数据融合
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天基光学监视的GEO空间目标短弧段定轨方法 被引量:10
13
作者 李冬 易东云 程洪玮 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期1-7,共7页
利用两个短弧段的天基测角资料实现对GEO空间目标的轨道确定是天基空间目标监视系统需解决的重要问题之一。将短弧段的主要测量信息表示为弧段属性,构造约束空间目标距离和径向速度的容许域,采用桁架平衡法对第一个短弧段的容许域三角... 利用两个短弧段的天基测角资料实现对GEO空间目标的轨道确定是天基空间目标监视系统需解决的重要问题之一。将短弧段的主要测量信息表示为弧段属性,构造约束空间目标距离和径向速度的容许域,采用桁架平衡法对第一个短弧段的容许域三角剖分采样,以这些采样点的轨道预报第二个短弧段的弧段属性,通过分析预报值与实际值的差异,优先选取多个采样点的轨道作为初轨,分别对各初轨进行轨道改进。仿真结果表明,该方法能成功解算最小二乘轨道。 展开更多
关键词 短弧段 桁架平衡法 采样法 最小二乘轨道 轨道确定 空间目标 地球同步轨道
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基于连续同伦算法的天基仅测角初定轨方法 被引量:6
14
作者 刘光明 《飞行器测控学报》 CSCD 2015年第5期453-458,共6页
要进一步提高天基短弧初定轨的精度,在观测资料精度较高的情况下,仅考虑二体问题是不够的,还应考虑轨道摄动的影响。因此,基于无摄初轨的单位矢量法原理和矢量斜分解方法,给出了考虑摄动的天基仅测角初定轨单位矢量法。针对天基仅测角... 要进一步提高天基短弧初定轨的精度,在观测资料精度较高的情况下,仅考虑二体问题是不够的,还应考虑轨道摄动的影响。因此,基于无摄初轨的单位矢量法原理和矢量斜分解方法,给出了考虑摄动的天基仅测角初定轨单位矢量法。针对天基仅测角观测条件方程组求解过程中易出现迭代不收敛或收敛到平凡解的问题,引入连续同伦算法求解观测条件方程组,提出了单星观测方式下的空间目标天基仅测角初定轨方法,并通过数值仿真算例验证了该算法在较大范围的收敛性和数值稳定性。 展开更多
关键词 空间目标监视 短弧初定轨 仅测角初定轨 单位矢量法 连续同伦算法
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基于动态阈值的距离搜索初轨确定
15
作者 雷祥旭 劳振迪 +4 位作者 王东亚 王鲲鹏 陈俊宇 赵有 李亚亚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期2103-2111,共9页
提出一种改进的初轨确定算法,基于动态阈值的距离搜索方法,以改进传统算法在处理数据时初轨成功率和初轨误差。通过动态调整搜索阈值,旨在实现更精准和高效的初轨确定,以满足当前对空间目标初轨确定的需求;利用LEO,MEO和GEO目标的实测... 提出一种改进的初轨确定算法,基于动态阈值的距离搜索方法,以改进传统算法在处理数据时初轨成功率和初轨误差。通过动态调整搜索阈值,旨在实现更精准和高效的初轨确定,以满足当前对空间目标初轨确定的需求;利用LEO,MEO和GEO目标的实测角度数据开展算法测试。介绍了基于动态阈值的距离搜索算法的实现过程,基于数据处理的经验,用动态阈值实现初轨参数质量控制环节的轨道筛选。给出了详细的算法实现流程。利用TLE(Two Line El⁃ements)评估了初轨确定参数误差。基于“烛龙”观测网的中低轨目标和中国科学院长春人造卫星观测站的高轨目标的实测角度数据,开展算法测试。结果表明:LEO,MEO和GEO目标短弧初轨确定成功率分别约为94%,75%和89%,半长轴误差均值分别约为9,12和50 km。该算法适用性强、成功率高、定轨精度高,证明了监测数据的质量。 展开更多
关键词 空间碎片 商业太空 甚短弧角度数据 初轨确定 光学望远镜
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小偏心率空间碎片天基短弧定轨方法和实验
16
作者 李大卫 刘静 +2 位作者 彭喜衍 张耀 解延浩 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期2601-2611,共11页
低轨空间碎片数量巨大,对航天器在轨安全运行造成严重影响。天基光学是空间碎片观测的重要发展方向。低轨天基光学观测平台观测低地球轨道空间厘米级碎片的观测弧段相对较短,由单个观测弧段难以确定目标的初始轨道,初始轨道的误差也不... 低轨空间碎片数量巨大,对航天器在轨安全运行造成严重影响。天基光学是空间碎片观测的重要发展方向。低轨天基光学观测平台观测低地球轨道空间厘米级碎片的观测弧段相对较短,由单个观测弧段难以确定目标的初始轨道,初始轨道的误差也不容易评估。本文基于可行域方法,建立了初始轨道确定和误差估计算法。针对天基短弧光学观测数据的初始轨道不易确定的问题,本文提出了圆轨道辅助可行域方法。通过与商业遥感卫星合作,利用遥感视频星开展了低轨空间碎片观测实验,并利用天基实测数据对所提出的计算方法进行了验证,为后续利用初始轨道进行弧段间关联奠定了基础。 展开更多
关键词 空间碎片 天基短弧光学观测 初轨确定 初轨误差
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