本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)源測(cè)量信息的非合作目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)算法研究

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【摘要】：隨著人類社會(huì)的發(fā)展,空間資源已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家爭(zhēng)相開發(fā)探索的又一重要資源。在空間任務(wù)中,如何有效的對(duì)在軌航天器,特別是衛(wèi)星中的非合作目標(biāo)進(jìn)行較為精密的軌道確定及導(dǎo)航已成為各個(gè)大國(guó)亟需解決的一個(gè)重要問(wèn)題。在對(duì)這類空間非合作目標(biāo)進(jìn)行跟蹤導(dǎo)航的過(guò)程中,使用天基設(shè)備具有極大的優(yōu)勢(shì)。本文研究了基于天基測(cè)量信息的非合作目標(biāo)跟蹤濾波及軌道預(yù)測(cè)的相關(guān)算法,主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:首先總結(jié)了國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星軌道預(yù)測(cè)技術(shù)和跟蹤濾波算法的研究現(xiàn)狀,分析了軌道動(dòng)力學(xué)及相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型,建立了描述衛(wèi)星相對(duì)運(yùn)動(dòng)的C-W、T-H方程,并討論了上述方程的誤差來(lái)源和適用度問(wèn)題。針對(duì)非合作目標(biāo)的天基觀測(cè)問(wèn)題,分析了測(cè)量元件的特性,建立了系統(tǒng)的觀測(cè)方程,給出了目標(biāo)及平臺(tái)需滿足的觀測(cè)條件。然后為了提高算法的收斂速度及計(jì)算準(zhǔn)確度,研究了基于測(cè)量信息的軌道預(yù)處理算法。觀測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理算法后,其結(jié)果可以作為導(dǎo)航算法的迭代初值,以提高導(dǎo)航精度及算法收斂速度。在此基礎(chǔ)上,研究了基于EKF的非合作目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)算法,分析了多種工況下不同參數(shù)對(duì)算法精度的影響情況。其次,為了進(jìn)一步提高濾波精度,分別研究了UKF及PF的天基測(cè)量信息的空間非合作目標(biāo)軌道預(yù)測(cè)算法。分析了UKF和PF的原理,進(jìn)行了軌道預(yù)報(bào)算法的設(shè)計(jì),并對(duì)算法進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。最后針對(duì)粒子濾波中存在的粒子退化及貧化現(xiàn)象,研究了基于螢火蟲群優(yōu)化的粒子濾波軌道預(yù)測(cè)算法設(shè)計(jì)問(wèn)題。分析了螢火蟲算法的原理,用螢火蟲的行為模擬粒子的優(yōu)化過(guò)程,通過(guò)這種改進(jìn)來(lái)緩解標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波本身所具有的缺陷,通過(guò)仿真驗(yàn)證其效果要優(yōu)于普通粒子濾波,可以有效提高軌道計(jì)算精度。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V412.41

【相似文獻(xiàn)】

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10 郭本生;基于立體視覺(jué)的非合作目標(biāo)運(yùn)動(dòng)估計(jì)與結(jié)構(gòu)估計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1178607