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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. Q+ V+ L/ r2 v0 c) E
主动段轨道估计与误差分析& I0 m& y9 J3 p2 W: n5 u
摘 要：
% j  D6 H( G$ W' o4 `3 T- h2 m( ~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
. n7 i% ^$ [* E, i/ x% @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
0 f1 ^7 ~! ~3 R' [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
, `4 i2 t, C- G& h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
6 L5 X$ F. ], [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( P% e7 p/ X" e+ ?2 X% j( y! `
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1 `, L' e' O% n! |5 e* {8 Y3 M
计。7 ?* O  s, I7 {" e
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, `# U3 h* A" X5 f0 n
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: C. x7 W1 K3 C0 d) G# c
是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v
% f) n& Y/ R- l7 S9 u' G' M1 |和末速度i  1 v! {5 y  Z! N$ T
的平均值2
' y6 k7 ]' D, r  d, `( ) 1  i i v v / s3 D3 j  {, E% I( f: l6 A5 r6 b
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
+ P: _: P8 D1 y& y7 s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/ K' F' U$ W6 ]
并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。0 q) O0 y7 M1 A- T5 y- A* f9 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 e: H8 ^- p7 s- b" t$ ]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
$ q1 X" X5 B  B; c* z% g6 P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/ ~0 N* S5 \  B+ W3 F# A
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
" B8 G  `/ `3 h( h' R+ e+ ^  S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
5 ^% p# j" Q' `8 @" ^2
6 ]- y) F7 U3 f! g% R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& f, d5 l0 G& f$ b
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+ ~; U* d, W: e& A" ]. d7 l
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
+ b: S- Q. q7 [  q# N+ t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，
% x) T% ?! t8 r& s- K" _( ~6 Z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
$ i- V& r2 b9 e1 ?6 d0 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10.0s3 x  ?! P& X, y4 c. f& b' P
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
* e3 y. P  G7 B) M" D" `/ R4 G的，这也能证明本文使用的方法的有效性。
: n8 N% ?' t, }+ U2 B5 d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
: ^* C% c, h8 r2 {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: \) v  k) _+ h+ t% k0 E; 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0 k% X/ {8 ^( Z& o, B
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! ]/ |4 r. @) u
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
5 Q% ?7 E3 U2 g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2 j, r" o) R+ p) ^1 ?
一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。/ e4 t. k/ Y  R+ p2 ^  P8 y
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
! }& u4 C. ?' s8 U# `# S0 {
6 G' ^7 q; W. C' U7 N, K/ E& Z' i5 z( b3 g( z1 l$ d; r
B10459002郭郑吕.zip (10.8 MB, 下载次数: 270) + `4 U* ~( [9 ?. G8 y& d
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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