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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
4 K. s1 x! l# h5 t" |* Z& I) P主动段轨道估计与误差分析
& v1 X7 a7 L7 q( d& [& S摘 要：' ~8 w9 O4 S# A) ]% p7 T
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& L" c6 S! m6 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! u0 w2 `! w7 I% t- s
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
' \- d* b8 W# M* ^8 |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
1 R8 _* g' X, f7 u/ j( c2 f1 h4 U; ]) `7 B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( z3 z8 A7 b9 j) k
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 v( M. a( n4 u! m
计。" h6 Q4 F$ \, w7 k
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
& S  j; b3 p4 U/ y( H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
0 f1 B7 |, \, e2 N' r  M1 t& e是匀速运动，并以这一时间段内的初速度i v3 N6 u- i  E7 M. O7 m2 a- K4 g
和末速度i  1 v, q& W" R! y5 t; _* M
的平均值2
; w( k$ ]! d3 {( ) 1  i i v v ( X& }$ n1 V% x/ E$ q& `/ q! @
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) [$ \5 g, @+ r9 e- Y
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( Y8 \0 S3 B7 C" \8 u# P
并利用mathematic 编程，得出了250 秒内的观测卫星轨迹仿真图。5 A& N9 Y4 {8 b/ Q
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
. D) u( g7 d  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
2 x9 `! ?: a4 n6 @1 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
8 Z- U0 H. t! M0 \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
, T0 Z8 H: ?6 u, F- \$ Z* z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9 Y7 h- U; {! n
2
7 @( C5 b* o& ?( U8 G& x* F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
5 x* g; R# H% n, S2 Y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  L# R( P8 z- f
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
" P6 t& d: G5 p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，
3 h* d/ S' k" i; p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7 _% e3 w7 o. J" `9 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  V2 g5 B4 ~+ i8 k3 |
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
: ^( h% L5 M' D' o0 n7 s4 n6 b" U5 p5 ]的，这也能证明本文使用的方法的有效性。. \: ?% ]3 e6 ?9 \( {% F
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9 z/ T0 L+ ^0 m0 H! {
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9 h" j4 R8 t! {/ V% `& v
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% \& O9 b2 {) e( f
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
9 _  v2 a; r, ]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7 n- x( h: @/ k" s$ R
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
1 n; ^9 {5 j$ U( S5 z7 l/ T5 x2 o一定程度上，可以认为建立的数学模型是合理的。
  @0 P4 k- O2 N: k4 u2 g1 _; @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 _5 F' }. h7 k, J5 ^+ v2 C- b7 z# H- j% r* I1 s1 X! N* H# j2 V% ?

% A* g' F# t' G- } B10459002郭郑吕.zip (10.8 MB, 下载次数: 270) 8 x8 \2 D; ?6 ~7 u8 L: 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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