近地空間目標(biāo)高精度軌道預(yù)報(bào)算法研究.pdf

1、空間目標(biāo)監(jiān)測是國家空間戰(zhàn)略信息獲取的重要途徑，對國家安全有著重要意義，其中軌道預(yù)報(bào)是空間監(jiān)測任務(wù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。近地軌道由于空間環(huán)境較為復(fù)雜，實(shí)際任務(wù)中往往使用僅考慮地球非球形攝動主要攝動項(xiàng)的模型進(jìn)行軌道預(yù)報(bào),因此成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，本文針對近地空間目標(biāo)高精度軌道預(yù)報(bào)算法的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　首先，本文查閱了大量文獻(xiàn)，總結(jié)了目前國內(nèi)外針對軌道預(yù)報(bào)和初軌確定的研究現(xiàn)狀，介紹了軌道動力學(xué)研究所用到的時(shí)間和

2、坐標(biāo)系系統(tǒng)，分析了軌道動力學(xué)模型和受攝運(yùn)動模型，推導(dǎo)了相對運(yùn)動方程。
　　然后，研究了空間合作目標(biāo)的軌道預(yù)報(bào)算法，從絕對軌道預(yù)報(bào)解析算法和數(shù)值算法兩個(gè)方面展開，結(jié)合軌道動力學(xué)中對攝動理論的研究，考慮主要攝動因素，建立了較為完善的受攝動力學(xué)模型，分析了近地空間目標(biāo)在軌運(yùn)行特征，并給出不同攝動條件下的高精度數(shù)值算法。
　　其次，研究了天基觀測的初軌確定算法。首先分析了天基觀測的方式和模型，然后從幾何條件和光學(xué)條件兩個(gè)方面出發(fā)研究

3、了天基觀測的可觀測性，在傳統(tǒng)Laplace定軌方法基礎(chǔ)上推導(dǎo)了考慮J2攝動的定軌方法，同時(shí)，研究了考慮J2攝動的迭代初值選取問題，提高了定軌精度，保證了迭代的收斂性，并進(jìn)行了仿真分析。
　　最后，研究了非合作目標(biāo)軌道跟蹤預(yù)報(bào)問題。首先推導(dǎo)了C-W方程的狀態(tài)空間表達(dá)式和天基觀測的觀測模型，然后基于卡爾曼濾波原理設(shè)計(jì)跟蹤濾波器，得到相對軌道數(shù)據(jù)，并結(jié)合天基平臺的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為絕對軌道，實(shí)現(xiàn)了在僅知道當(dāng)前時(shí)刻天基平臺的軌道數(shù)據(jù)和短弧段內(nèi)對目