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）

madio

题 目 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
摘 要：
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
0 ?8 a: P2 \) d4 a' e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
4 G$ N& Y- e, 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
8 z  }# ]: R( P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
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
3 q9 K+ v8 ^: @, r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
) _7 ]) G2 B3 [+ p: W1 H# y计。
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
" C' ?; g3 M' |" |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
是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v
和末速度i  1 v
的平均值2
( ) 1  i i v v 
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 I# I9 F( W9 h# [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
并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。
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! R2 g- G( H, V- \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
+ u) l2 l) n8 V0 {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
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
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
2
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
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
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
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，
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
( K0 X9 \: ]) Z5 W- N: U) T9 Q0 H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
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
$ y: h5 c( l$ Y! w8 c3 S的，这也能证明本文使用的方法的有效性。
- g8 ?3 \" i; c% ~$ b& M- A) w, r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
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
4 Z6 B: u$ ^) y. c, s1 Z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
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
7 C6 w4 r  q. j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 t5 g, c6 d/ O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 {. d0 t. C/ N- {一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。
6 y% u* ~" j5 p: \' ^: U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
, O, E  }% a3 f% c6 J

B10459002郭郑吕.zip (10.8 MB, 下载次数: 270)

2013-7-30 05:20 上传

点击文件名下载附件
下载积分: 体力 -2 点

  {  A: ?: D2 ]

jiliang2013

谢谢啦

yahsu

好东西   谢谢  分享

Dustin_Keng

下载下来看看下载下来看看

Dustin_Keng

下载下来看看下载下来看看下载下来看看下载下来看看下载下来看看下载下来看看下载下来看看

兮雨

下下来看看