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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! k1 [) x* Q' y" P% C6 e
主动段轨道估计与误差分析. s) l8 P- c" J- o
摘 要：
) s5 I9 W/ D3 D) N, `( z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
& A) p0 k8 p2 L# d. v% n+ f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
1 f% \" d6 H. A% L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
: K- A0 j$ _# P3 @: d: n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 r+ E0 P- W+ u! y2 D8 H0 q8 T( u# ?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
. f2 N! L) c# A! v" b% h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
; \2 B4 j: {4 |, g0 [计。7 ?& {" r! F# b; }6 T$ D
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
; F2 D; }: w  Y. d+ c  k9 g6 I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1 B. _- @7 K5 w# K$ p
是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v
! b  u; M9 t! @+ v和末速度i  1 v8 \: L, ^" M/ e
的平均值25 Y5 r7 D$ A( [9 B: O6 U
( ) 1  i i v v 
% B# ~3 _; o& I& v8 R: j0 g3 d$ s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* Q# ]' A3 E2 z; n; g& N& k
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
( L: D+ x( g4 |$ I+ B并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。# R2 P" ?% i/ P" F
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$ ]# I/ b8 O* V  y8 O
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
" Z: F4 I. ?3 I" U; c% {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
  X) M% x. c- f8 Z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
$ _4 `& w9 B2 o7 Y9 `. m& w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
* M- z$ C4 _# R; ?; ^+ x% [. |$ [21 t6 H1 ?: \' d
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065 N8 m$ o' B! 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
; C9 L7 N- e% X* h4 ^- g, q! 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
- v! M7 ]( @  p' K8 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，
/ w5 {/ T- v3 u$ O$ _( ?- R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' Y9 q& y/ V3 F% Z( P  b. c9 v3 j
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
: n$ [+ J0 Z! G  R6 U( N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- A9 \6 K! g! a7 N! y' S
的，这也能证明本文使用的方法的有效性。: s+ h! k# ~! Q$ a- G, X7 w9 Q% k
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; v% |, r' G  a& d; {7 {
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
8 X9 h7 k* N: X# |9 n9 T7 e' K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; W+ l5 a9 C% S
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+ x( e3 s; C) g
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
6 ?+ h& ~% k. Q2 b, \: Q7 Y* X, a) f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
0 s7 q0 ~: S2 r一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。; i, m- P1 n  k) o! P
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
; i, n2 d+ l2 L1 o. x0 H9 W$ h. f* r

8 \0 j" N1 ]" t B10459002郭郑吕.zip (10.8 MB, 下载次数: 270) 1 }# G6 [4 e! ^; ?' Y% l2 Q, ?& n) S
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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