基于天基光學(xué)測量的空間目標(biāo)軌道確定及其精度分析.pdf

1、天基觀測相對于地基觀測具有更好的覆蓋性和實(shí)時(shí)性，光學(xué)測量由于設(shè)備質(zhì)量輕、體積和功耗小且測量精度高，在天基測量中具有很廣的應(yīng)用前景。本文基于天基光學(xué)測量，系統(tǒng)分析空間目標(biāo)軌道確定的問題。首先，為了直接描述空間目標(biāo)相對于天基光學(xué)平臺的運(yùn)動，基于拉格朗日方程，建立考慮地球 J2攝動影響的非線性相對動力學(xué)模型，用于空間目標(biāo)的軌道微分改進(jìn)和軌道預(yù)報(bào)。與考慮同樣攝動因素的絕對動力學(xué)模型進(jìn)行對比，驗(yàn)證了所建立的相對動力學(xué)模型的正確性；同時(shí)，還通過數(shù)值

2、仿真給出了所建立的非線性相對動力學(xué)模型相比于參考模型的誤差。
　　本文分析了影響天基光學(xué)觀測的幾何條件和光學(xué)條件：地球遮擋條件、地光條件地球陰影條件、日光條件、月光條件以及非直射條件，給出了滿足各個(gè)條件的具體方程并進(jìn)行了可觀測弧段對比仿真，結(jié)果顯示對于不同軌道高度的空間目標(biāo)，各個(gè)天基光學(xué)可觀測條件的影響程度不同。由于本文所采用的是單純的光學(xué)測量角度信息，在初定軌方法上選擇了適用于一種測量信息且形式較為簡潔的Laplace方法，并在

3、改進(jìn)的Laplace方法基礎(chǔ)上，考慮了攝動的影響，推導(dǎo)給出了考慮攝動影響下的天基光學(xué)測量初定軌條件方程；對于初值的選取，考慮J2項(xiàng)攝動的影響，并在牛頓迭代基礎(chǔ)上進(jìn)行Aitken迭代加速，提高初值求取的精度和收斂速度。同時(shí)，針對天基觀測弧段破碎的特點(diǎn)，通過仿真對短弧段初軌確定的進(jìn)行了誤差分析。為了實(shí)現(xiàn)空間目標(biāo)編目，在初定軌的基礎(chǔ)上基于最小二乘（LS）原理對多個(gè)弧段的測量信息進(jìn)行批處理，利用牛頓迭代法實(shí)現(xiàn)空間目標(biāo)的軌道改進(jìn)。針對新發(fā)現(xiàn)的空間