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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7 k. k7 m1 l$ C* @+ l
主动段轨道估计与误差分析, W9 ?6 U+ h# h2 s6 Z
摘 要：
8 w3 }1 e9 N$ S+ n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
- U  L: i4 b( F4 W* e, u4 z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
* J' M- f( J( S/ k% D- a$ m# P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- i0 a1 l+ w9 z  ]5 }% p; B& x+ t1 }& T
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! |! V% |7 z) Q# v7 z- s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
4 d. Q, i- V1 Z. [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 B* A. H8 M
计。, L/ g, b0 [" [# Q
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
* \7 c5 |% p3 P" U+ I# G4 r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
, f6 C% ^0 w" E8 f* H7 {" e是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v
- m8 u/ w: `/ u! |8 u8 a$ Q和末速度i  1 v4 n: V: ]7 q$ ?5 H$ ~
的平均值2
( i& m/ m' ~( j1 G( ) 1  i i v v 
6 A; X& z2 y8 A7 m: H/ y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
0 F2 t3 o7 J: b0 l5 B7 O6 F$ V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, J8 G) U/ g  i# u$ h0 p0 ]) F# ~
并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。
9 f/ V* A3 P# g8 w& b2 b# |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
5 w# k# p+ D/ q3 Y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
3 g" @" s& R1 G* g) x7 _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
: n" r4 Y  Y; V1 x6 z( H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
0 r8 y$ f" C& B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0 `+ J+ X0 @( F8 N1 V5 r
2, m& \$ ^. i6 h6 k/ a$ Y* S: Z
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( y6 i# q  u, P5 V6 b2 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
( [1 K9 \. j9 K4 L! x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
9 y6 R/ ~+ X- i# Y9 G. n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，
' ?0 x5 Z' b0 A4 x; _/ C3 ^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) m$ h2 C. V( W. t" s
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10.0s5 }3 L, D5 a$ Z: Q$ o6 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* O( t6 K* b0 Y+ M( s* M
的，这也能证明本文使用的方法的有效性。
5 z9 W) U5 |, r& ?: I) X* E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' q% n# L- ]  k: k2 n
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: \- ]; L9 @- H! \7 F% |, 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; t' @  A) Y& f: H7 T
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/ H; j% ~1 K% [/ d. |+ l  _
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
# k4 W; j+ o7 ?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4 i2 l  p' [3 S8 H) p
一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。
) t1 u+ j# i0 X6 L* D( G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3 C& L% w+ E! D  ?% u4 n3 H$ \# o

: w" C, F6 Z5 J6 w1 f) N& `1 Y% A7 A) m3 t6 \/ v
B10459002郭郑吕.zip (10.8 MB, 下载次数: 270)
1 X" W! ~; R* j1 c; b* I
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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