TA的每日心情 | 奋斗
2024-7-1 22:21 |
|---|
签到天数: 2014 天 [LV.Master]伴坛终老
- 自我介绍
- 数学中国站长
 群组: 数学建模培训课堂1 群组: 数学中国美赛辅助报名 群组: Matlab讨论组 群组: 2013认证赛A题讨论群组 群组: 2013认证赛C题讨论群组 |
题 目 基于卫星无源探测的空间飞行器) v; w: Z# P) \' v& q* Z& E
主动段轨道估计与误差分析( k; K: f$ `7 Z
摘 要：
8 e/ x4 O0 U: k6 D& J8 ^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
: S5 ?& M# O) @" v7 _" h4 r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# d" y) x v! q. w" z3 }
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
( A: _ H7 `# x# B0 G# e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
; T& ^7 G$ v5 ~% [3 t, w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
5 H% n, f Y2 b" f( q, m0 m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 k" ~ X' }/ o计。
+ Q0 c; o/ f: ?. t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0 X. I& b: z0 h% U& z/ W
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
; g; P6 K/ t+ Z+ p% J1 u# e是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v8 |' l" B, K0 D* Q! v
和末速度i 1 v
# }- M7 i) i9 O* w. `3 |的平均值2" i! W, S; ] p$ n6 I! O6 T
( ) 1 i i v v
* D: t; J$ [( Q) U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
: k; U/ w% D& 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
# h4 u* e: h2 Q. \并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。
; w4 O. D" e- }* u V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 A4 Z; Q! f' A
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
+ F5 q$ {- X6 h/ e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# p* y4 e* T1 f$ m
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' r( J1 s9 }" Y: E- V
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 `* m. r; G) [' _, S3 T% V2
! o+ L2 f; ~- e8 b6 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( c, e4 p6 |0 I) g V
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
) R, d, z T& B1 ~' Q4 ~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3 Z7 N) m% v8 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，
% L, t# @ _3 x3 t/ t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
, q& ?1 B% x, a7 k* X2 z; W+ a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: m' w4 |5 v$ `4 _8 c) s
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- I- b1 C# ^& G- P
的，这也能证明本文使用的方法的有效性。
% b) `$ K+ X1 u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, Y/ t# F+ U$ 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* S7 Y0 j% s+ u& Q+ [
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
+ o- E7 C, I7 [6 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5 L1 Y" O$ G" c
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
( e+ h3 A4 `" [4 N& u( z: s3 V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
" n5 \3 b- E V! z1 c一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。9 |3 Y0 \& u% R
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2 Z7 p* c- Z% ?0 Z7 e' ?
# ]4 w) |$ j! w6 y% T
: p3 Q. R1 e! ^# b
B10459002郭郑吕.zip
(10.8 MB, 下载次数: 270)
1 ^/ v5 S: g; T" Z
|
zan
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2013-7-30 05:20
转播
淘帖
分享
收藏
支持
反对
微信
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
显身卡
发表于 2013-9-8 14:49
