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）

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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
" z1 h1 l6 M. `4 X* `9 ?& `摘 要：
近些年来，基于卫星的无源探测凭借其重要战略意义和工程实用性已成为国际近些年来，基于卫星的无源探测凭借其重要战略意义和工程实用性已成为国际近些年来，基于卫星的无源探测凭借其重要战略意义和工程实用性已成为国际近些年来，基于卫星的无源探测凭借其重要战略意义和工程实用性已成为国际研究的热点之一。特别是我国北斗卫星导航系统逐步建立与完善，如何利用观测研究的热点之一。特别是我国北斗卫星导航系统逐步建立与完善，如何利用观测研究的热点之一。特别是我国北斗卫星导航系统逐步建立与完善，如何利用观测卫星对空间飞行器实施探测定位和轨道估计是一项亟待解决的问题。本文从主要利用卫星对空间飞行器实施探测定位和轨道估计是一项亟待解决的问题。本文从主要利用星交汇定位的思想，结合轨道方程数值积分和无际卡尔曼滤波（星交汇定位的思想，结合轨道方程数值积分和无际卡尔曼滤波（星交汇定位的思想，结合轨道方程数值积分和无际卡尔曼滤波（星交汇定位的思想，结合轨道方程数值积分和无际卡尔曼滤波（星交汇定位的思想，结合轨道方程数值积分和无际卡尔曼滤波（星交汇定位的思想，结合轨道方程数值积分和无际卡尔曼滤波（UKFUKF）对飞行器进轨道定位与估计。
' t$ \" W/ z& T5 L9 |0 G针对第一问，考虑卫星在空间中仅受重力作用则根据简化的运动方程利龙格针对第一问，考虑卫星在空间中仅受重力作用则根据简化的运动方程利龙格针对第一问，考虑卫星在空间中仅受重力作用则根据简化的运动方程利龙格针对第一问，考虑卫星在空间中仅受重力作用则根据简化的运动方程利龙格—库塔积分法代入位置和速度初值即可求得任意时刻观测卫星相对基础坐标系下坐标。
针对第二问，由于随即误差的存在各个观测卫星探到飞行器方位直线并不一针对第二问，由于随即误差的存在各个观测卫星探到飞行器方位直线并不一针对第二问，由于随即误差的存在各个观测卫星探到飞行器方位直线并不一针对第二问，由于随即误差的存在各个观测卫星探到飞行器方位直线并不一定能交于一点，因此本文采用最小二乘原理使得位距离各方直线的平和定能交于一点，因此本文采用最小二乘原理使得位距离各方直线的平和定能交于一点，因此本文采用最小二乘原理使得位距离各方直线的平和最小。首先需要将飞行器位置参数利用坐标变换从各观测系下统一转到基础最小。首先需要将飞行器位置参数利用坐标变换从各观测系下统一转到基础系下，其中由于题所给的两卫星观测时间不同可利用三次样条插值将参数统系下，其中由于题所给的两卫星观测时间不同可利用三次样条插值将参数统系下，其中由于题所给的两卫星观测时间不同可利用三次样条插值将参数统一在同时刻；其次利用最小二乘法求得各飞行器的轨道定位，并构建简化一在同时刻；其次利用最小二乘法求得各飞行器的轨道定位，并构建简化一在同时刻；其次利用最小二乘法求得各飞行器的轨道定位，并构建简化器运动方程模型，参照最小二乘拟合的思想利用打靶法搜索中优化数器运动方程模型，参照最小二乘拟合的思想利用打靶法搜索中优化数器运动方程模型，参照最小二乘拟合的思想利用打靶法搜索中优化数使得通过数值积分后的轨道与原观测定位距离误差平方和最小。确了一组较为使得通过数值积分后的轨道与原观测定位距离误差平方和最小。确了一组较为贴近观测轨道的运动模型后，最利用无际卡尔曼滤波方法对进行和估计。
8 L2 e1 C$ K4 C# f7 h2 M针对第三问，带有系统误差情况下的估计题本文首先从宏观角度将叠针对第三问，带有系统误差情况下的估计题本文首先从宏观角度将叠针对第三问，带有系统误差情况下的估计题本文首先从宏观角度将叠针对第三问，带有系统误差情况下的估计题本文首先从宏观角度将叠加到量测方程上，在微观由于系统误差表现为三轴指向其中加到量测方程上，在微观由于系统误差表现为三轴指向其中加到量测方程上，在微观由于系统误差表现为三轴指向其中
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3 j6 A3 S0 |/ ^' a满足叠加性，可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于可以在第二问的基础上直接叠加，而对于
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- y8 g6 b; f+ [7 L: F的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将的处理，定义了一种旋转运算将 d 巧妙地和角度“叠加”到一起，建立了新的量测方程。而对于可估计性分析采取法地和角度“叠加”到一起，建立了新的量测方程。而对于可估计性分析采取法地和角度“叠加”到一起，建立了新的量测方程。而对于可估计性分析采取法地和角度“叠加”到一起，建立了新的量测方程。而对于可估计性分析采取法地和角度“叠加”到一起，建立了新的量测方程。而对于可估计性分析采取法地和角度“叠加”到一起，建立了新的量测方程。而对于可估计性分析采取法
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是分析量测的可观性，就估反之亦然本文定给出了。
0 W# B/ c  ?; Q- U$ K- @  [针对第四问，分别在单星和多条件下的飞行器估计题于解决是针对第四问，分别在单星和多条件下的飞行器估计题于解决是针对第四问，分别在单星和多条件下的飞行器估计题于解决是针对第四问，分别在单星和多条件下的飞行器估计题于解决是思想是角度变化率非线性处理，保证可观测则以估计出轨迹信息。而对于多星联思想是角度变化率非线性处理，保证可观测则以估计出轨迹信息。而对于多星联思想是角度变化率非线性处理，保证可观测则以估计出轨迹信息。而对于多星联思想是角度变化率非线性处理，保证可观测则以估计出轨迹信息。而对于多星联合估计问题，采取的是角度合估计问题，采取的是角度——时差综合定位估计思想，增加了信息解决仅测时差综合定位估计思想，增加了信息解决仅测时差综合定位估计思想，增加了信息解决仅测角的不可观性，建立了度角的不可观性，建立了度——时差条件下的量测方程和状态，采用时差条件下的量测方程和状态，采用UKF可以获得对系统误差的估计。
' H4 i+ e4 `" o9 l& L6 r关键字：龙格—库塔积分法，最小二乘法，UKF，

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