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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） [打印本页]
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" S  O( ?% \( F
主动段轨道估计与误差分析% S5 Z0 a$ g# S0 S' N2 n
摘 要：
5 f1 P3 p0 s) k. p$ |7 w0 g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
; r2 g0 d1 E1 ]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6 v0 T8 l. Y4 G, e$ j! K7 U
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0 A! {3 {3 X* r3 R- A
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
) v+ r$ u9 u: l4 v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
# M% X- a/ p( S6 K& L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# x7 O4 a  A, Y7 e/ n3 W- F1 H" ~  y
计。
, U" V" w; o# G0 o! }9 b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, ^/ E: b# t/ C: I' c
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, ~) E; U! c& O
是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v
: s+ |; ?( C1 f  v. T和末速度i  1 v/ k" N4 I; B' O
的平均值24 C4 ?9 s% q* {" R
( ) 1  i i v v 
2 F6 b) }+ m0 Y8 i2 N" u: c& R) F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3 g8 z) e; }& i; V, F# 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% v  `3 \6 @8 F- D
并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。4 `; L( m, J0 D- [! o
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
1 B4 Z8 e3 }: A: _' E3 s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
' p' x4 @4 |6 j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
$ d& k# k; @8 a2 R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
* ?/ S/ j: h4 ]& K! r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3 i/ V: T; G$ A* K' d- @4 V+ T( B9 x
26 u: H! s3 g0 @* e( T  g1 G/ O0 q
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
8 D$ h/ ]: g1 a: \* `6 I# i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7 c5 ~: l- S, `
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; [+ R( X3 [. A) x# e
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，1 W$ l) R+ v- ~1 R$ Z0 z7 @8 l+ W
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
, b, D1 S8 `. X. k" @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
. Y9 k0 O1 ^. h/ ?& Y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- k5 l/ b' S1 ]2 g6 L- O# B
的，这也能证明本文使用的方法的有效性。
4 I" ]+ \3 f! A3 i! m" ^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3 H0 L! M4 D3 D
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5 u; J% t4 C; L& T; x- [2 Q  r
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! T3 W3 D5 u, M0 }/ P- `; e
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
; M1 l, F) L" g- d; h# H2 T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
2 i6 G) G6 e9 E: L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( {/ I/ X& F; E  ~! o. H, j4 i
一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。; K6 i/ L7 U2 l0 I0 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; i6 u4 c2 g( w

" v+ N: f) h  p, _' I1 q, F3 o) c4 d# z8 V8 ]& O! _0 \) n
B10459002郭郑吕.zip (10.8 MB, 下载次数: 270) / T! s* i! {* l! I6 m
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
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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
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