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标题:
基于卫星无源探测的空间飞行器主动段轨道估计与误差分析（包含完整程序代码）
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作者:
madio
时间:
2013-7-30 05:20
标题:
基于卫星无源探测的空间飞行器主动段轨道估计与误差分析（包含完整程序代码）
题 目 基于卫星无源探测的空间飞行器
3 d, h( Z9 _# _! k D# K
主动段轨道估计与误差分析
* l& J5 f" W' H5 ^' S
摘 要：
( m! z1 W! A2 l- ^9 L7 r" F
发射特殊目的的空间飞行器，对他国发射具有敌意的空间飞行器实施监控并
. f1 t% C5 w8 G# W+ E; g. `( [" c
作出快速反应，对于维护国家安全具有重要的战略意义。发现发射和探测其轨道
" L: k7 T3 y2 S+ S& D( j: E
参数是实现监控和作出反应的第一步，没有对飞行器的观测，后续的判断与反应
- o" J. p7 G9 _8 P5 `7 @
都无从谈起。观测卫星，是当今探测空间飞行器发射与轨道参数的重要平台。本
" I: Y, N8 j7 b6 I8 A2 H& x1 J; \+ p
文根据一系列观测数据以及运动方程，估计出了观测卫星在任意时刻的位置；按
) f. N8 r3 r. p! c
照逐点交汇定位的思路估计出了飞行器在各个时刻的位置、速度以及其误差估
; c, R+ w, r' J t% z, G
计。
# o; z9 J, r% r/ A9 l
对于问题1，本文采用改进型的欧拉折线法对09 号观测卫星的运动轨迹进
4 h) Q. n% v; [1 m) @% C! u
行计算。因为步长t 比较短，可将观测卫星从it 到(i 1)t 这段时间内的运动看作
$ ]4 g* x& [; ~, @6 F
是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v
4 q, p: h5 E! C3 P; x) O
和末速度i 1 v
9 `( ^& f4 M/ \6 x2 v7 n$ i1 W
的平均值2
3 B3 u J/ u' f# h! L8 \
( ) 1 i i v v
5 f; f/ L$ U- S4 \) G( |9 B- T
作为整个这段时间内的速度。这一方法同观测卫星的运动方程结合起来，求出了
9 G3 l# G% J0 g* Z6 b! @
其在任意时刻的位置、速度、加速度值。在文中给出了解决这一问题的程序流程
- X, `# o3 @3 E8 o" Y
并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。
; F1 c& z4 V: b9 t
对于问题2，其一，本文利用小波阈值滤波的方法滤除了06 和09 号观测卫
; [; `0 X; j0 t+ G' n
星对00 号飞行器观测数据中的白噪声随机误差，给出了滤波前后数据波形的比
" }: L5 n5 s- t' r! f: m
较以及滤除的白噪声的波形图；其二，利用线性插值法这两组数据同步，同步为
8 {, ^8 N# ^0 b
都从50s 这一时刻开始，每间隔0.2s 取一组观测数据，直到第170 秒；其三，给
( v; Y, g$ |7 J! `, f
出了观测坐标系与基础坐标系之间的转换矩阵，将处于观测坐标系中的观测值转
1 o) L. ~' |" j" y8 d
2
1 R2 j2 {$ q- y8 g4 ]
换到基础坐标系中的相应数据；其四，按照逐点交汇的思路，定义一个表示06
$ o8 q+ g- W6 s# }
号定位值和09 号定位值距离平方和的函数，并对其求极小值，从而得到一个最
$ s3 g( m" L$ a- `3 M( v @
理想的定位值。利用拟合的方法，拟合出了飞行器x，y，z 三个方向的曲线，并
8 X" a. M/ l G/ p- @9 L, r5 M$ ~. c& w
绘制了其轨迹仿真曲线。另外，文中还给出了拟合曲线与定位置对比图和误差图，
8 l) G& c7 m" y6 _$ N
证明了拟合的合理性；其五，根据已估计出的飞行器轨迹模型，估计出了飞行器
0 d" P* N* n, k9 D, @2 u. g; S& H; W
燃料喷射速度和质量变化模型；最后，给出了飞行器从50.0s 到170.0s 间隔10.0s
# e$ o' t+ V; a) G) y/ T
的位置、速度采样值以及采样点的误差分析。很明显，误差对比位置值是非常小
/ G, P) G6 N8 H& ~9 K
的，这也能证明本文使用的方法的有效性。
! q5 b2 ?) @6 {$ N; |* \ s& y
对于问题3，在仅考虑常小值三轴指向误差的情况下，首先对系统误差合理
' R5 ?1 w9 Y; Z5 H& U0 F- x/ ^# S
的假设，将二维观测平面转换到极坐标系下，建立了关于观测量、真实值和系统
$ R i: R: _6 G" Y$ `5 y
误差的数学模型。运用最小二乘估计的方法，估计了系统误差的值。接着，剔除
+ M3 s& `7 S( L9 C
系统误差，用接近真实值的数据，运用问题2 中的方法，对飞行器的轨道进行估
1 b& L$ b6 j; F
计，并求出50.0s 到170.0s 间隔10.0s 的位置、速度采样值以及采样点的误差分
/ V* r+ a3 @5 x
析。误差分析可以看出，轨道估计的误差均值和方差都在很低的水平。因此，从
; s& b0 a7 \, X
一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。
. v @. y- N1 y2 c3 Z
关键词：飞行器 欧拉折线 mathematica 小波阈值滤波 线性插值 逐点交汇
4 G1 `) I) r' x" M
% x. n0 J1 m) w$ Z
* A9 I+ x% t' m+ ]
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8 s2 B: ?' L) s2 X9 t
作者:
jiliang2013
时间:
2013-9-8 14:49
谢谢啦
作者:
yahsu
时间:
2014-6-8 18:57
好东西 谢谢 分享
作者:
Dustin_Keng
时间:
2014-7-5 22:30
下载下来看看下载下来看看
作者:
Dustin_Keng
时间:
2014-7-5 22:30
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作者:
兮雨
时间:
2014-9-13 07:55
下下来看看
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