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导航定位学报 2024年第1期12卷 79-84页

作者：黄俊迦杜兰刘泽军张中凯周佩元刘隆迪信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

为了进一步提升地面跟踪站的监视预警能力,提出一种基于连线相位干涉测量(CEI)的地球静止轨道(GEO)目标滑窗式机动探测方法:立足于CEI的GEO短弧段定轨和预报,基于GEO卫星位保机动的持续小推力和轨道缓慢渐变特性,提出一种针对GEO目标尤... 详细信息

为了进一步提升地面跟踪站的监视预警能力,提出一种基于连线相位干涉测量(CEI)的地球静止轨道(GEO)目标滑窗式机动探测方法:立足于CEI的GEO短弧段定轨和预报,基于GEO卫星位保机动的持续小推力和轨道缓慢渐变特性,提出一种针对GEO目标尤其是非合作GEO目标的滑窗式准实时机动探测方法;并利用亚太七号和中星十号卫星的CEI仿真和实测数据进行机动探测。结果表明,东西机动和南北机动捕获与卫星发动机的点火时刻基本保持一致,机动探测延迟量均小于10 min;能够实现GEO目标的准实时机动告警。

关键词：地球静止轨道(GEO)目标连线相位干涉测量(CEI) 滑动窗口机动探测

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空间目标轨道机动探测研究

空间目标轨道机动探测研究

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作者：刘磊武汉大学

学位级别：硕士

随着空间态势感知领域的不断发展,对空间目标编目能力的需求也日益迫切,而完备的编目库建设与维护能力需要覆盖范围更广、探测精度更高、探测目标轨道类型更全面的空间监测技术的支持。在空间监测时,若空间目标发生未知机动,脱离原轨道... 详细信息

随着空间态势感知领域的不断发展,对空间目标编目能力的需求也日益迫切,而完备的编目库建设与维护能力需要覆盖范围更广、探测精度更高、探测目标轨道类型更全面的空间监测技术的支持。在空间监测时,若空间目标发生未知机动,脱离原轨道,从稀疏的观测数据中几乎无法找到与原轨道匹配的观测数据,若无法及时探测机动,进而恢复机动后的轨道,很可能失去对该目标的监控和编目。本文根据空间目标轨道机动与数据关联的基本理论,针对历史数据的空间目标机动检测、稀疏数据条件下的空间目标机动探测这两个问题进行了深入研究,提出了基于TLE数据的机动检测算法与基于数据关联的目标轨道机动探测方法,重点解决了观测数据稀疏条件下,在众多目标的短弧/甚短弧观测数据中进行轨道机动探测的问题。研发了空间目标轨道机动探测软件,通过仿真数据算例验证了算法和流程可行性与较高的成功率,并希望在空间目标机动探测方面发挥积极的作用。本文的主要研究工作与成果可归纳如下:1.在空间目标轨道机动原理研究方面,从二体问题的基本概念与轨道积分出发,研究不同形式轨道机动的轨道运动方程及其实施方法,进一步设计仿真实验,研究了不同机动变轨类型下的轨道参数域与观测值的变化情况。针对不同的数据类型,对现有的几种机动探测方法进行了介绍与描述,历史数据变轨检测方面介绍了SACM方法与综合判据法;对于合作目标,介绍了基于广播星历的机动检测方法;对于非合作空间目标的跟踪数据,介绍了适用于不同推力下的机动检测算法与流程。2.针对历史数据的轨道机动探测问题,提出基于TLE数据的机动检测算法。首先介绍了数据关联的概念与算法,并在数据关联思想的基础上,针对TLE数据,研究了基于数据关联的TLE轨道机动探测算法,并利用该算法,对多个目标的历史TLE数据进行机动探测,与综合判据方法的结果作对比,分析了两个算法的优点与缺点,实验表明数据关联法相对于综合判据法漏判率更低,对发现异面机动与量级较小的共面机动更为敏感。3.针对稀疏数据条件下的轨道机动探测问题,发展了基于数据关联的轨道机动探测算法,设计了从获取观测数据到目标编目入库的机动探测数据处理流程,其中包括数据关联、精密定轨、共面机动探测、等效变轨点估计等关键技术。研制了空间目标轨道机动探测软件,并根据不同机动类型大小,产生仿真数据,进行机动探测实验。实验表明,该算法能在包含机动目标的两个甚短观测弧段的众多观测数据中,以较高的成功率探测出目标共面机动的发生,并估计机动对目标轨道的改变量。当改善数据条件,利用短弧段数据可进一步较为准确地判断机动时刻与速度增量大小。

关键词：空间目标稀疏数据数据关联等效变轨点机动探测

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用于纯方位机动目标跟踪的机动探测法

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指挥控制与仿真 2006年第2期28卷 30-34页

作者：刘凯苗艳袁富宇中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所江苏连云港222006

假设目标在某时刻发生折线机动,并且目标在机动前后都是做匀速直线运动。所提出的机动探测算法通过探测这种变化得到探测时刻。这种算法是基于对方位预测误差的均值变化进行分析的。然后估计出目标机动时刻,并从机动时刻起重新设置滤波... 详细信息

假设目标在某时刻发生折线机动,并且目标在机动前后都是做匀速直线运动。所提出的机动探测算法通过探测这种变化得到探测时刻。这种算法是基于对方位预测误差的均值变化进行分析的。然后估计出目标机动时刻,并从机动时刻起重新设置滤波器,估计出目标机动后的运动参数。典型的机动TMA态势仿真结果表明,该算法对于一般的目标折线机动可以有效地进行跟踪。

关键词：纯方住目标跟踪机动探测滤波

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GNSS卫星轨道机动实时探测及周期确定技术研究

GNSS卫星轨道机动实时探测及周期确定技术研究

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作者：刘亚勇哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)可为全球各领域用户提供高精度定位、导航和授时服务。为保持GNSS卫星在预定轨道运行而对卫星进行的机动操作会直接影响GNSS的服务性能。当GNSS卫星发生机动时,需要对机动卫... 详细信息

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)可为全球各领域用户提供高精度定位、导航和授时服务。为保持GNSS卫星在预定轨道运行而对卫星进行的机动操作会直接影响GNSS的服务性能。当GNSS卫星发生机动时,需要对机动卫星单独处理以生成高精度轨道信息。为尽可能减少由机动造成的卫星不可用时间,并在卫星机动起止时刻实现准确切换定轨策略,需要对卫星的机动周期进行实时监测。本课题以机动导航卫星为研究对象,旨在研究快速、准确的卫星机动实时探测方法并确定机动周期。本课题的主要研究内容如下:(1)研究基于载波相位三差的卫星机动探测方法。建立载波相位星间、站间、历元间三差模型,提取载波相位三差残差并进行监测,利用卫星机动发生和结束时广播星历和卫星真实位置的偏差变化,确定卫星机动发生及结束时刻,实现卫星机动探测及周期确定。考虑到载波相位三次差分后噪声被放大,利用多历元线性回归减弱噪声对载波相位三差残差的影响,进而提取卫星机动信息。除此之外,由于不同方向长度的基线对卫星机动后的载波相位三差残差变化速率、峰值的不同,利用多基线确定卫星机动探测结果以保障结果的可靠性,测试结果表明,多基线能较可靠探测卫星机动,且基于不同历元数线性回归提取的卫星机动信息基本一致。(2)考虑到载波相位三差法需要多基线、多卫星才能确定发生机动的卫星,当几颗卫星同时发生机动时容易误判,本课题研究了基于反单点定位的卫星机动探测方法。利用测站与卫星间的几何关系构建观测方程,通过多个准确已知的测站坐标求解卫星位置及速度,基于卫星位置及速度,反演计算卫星轨道开普勒参数,分别监测对应卫星东西机动和南北机动影响的开普勒参数变化,实现卫星机动探测及周期确定。反单点定位轨道开普勒参数探测卫星机动,不仅可同时探测多颗卫星,还能区分东西机动和南北机动类型。测试结果表明,反单点定位能近实时探测卫星机动,且根据开普勒参数特性能区分东西机动和南北机动类型。(3)针对载波相位三差模型在探测卫星机动时存在受噪声影响较为严重的问题,提出了一种利用离散小波变换探测卫星机动的改进方法。该方法在载波相位三差模型基础上,提取载波相位三差残差量,挖掘卫星机动开始及结束时刻载波相位三差残差的先验信息,基于多分辨分析的尺度特性对载波相位三差残差进行分解,分解层数由细节系数和近似系数探测结果确定,通过分析不同频率特性的近似系数和细节系数,获取载波相位三差残差隐含的卫星机动信息,实现对卫星机动的快速探测及周期确定,测试结果表明,离散小波变换法采用单历元处理方式可更快探测卫星机动,且不同基线探测到的机动结果一致,能更准确地探测卫星机动并确定其周期。(4)针对反单点定位方法所计算的卫星轨道存在误差较大甚至无法收敛进而导致机动探测结果不准确的问题,提出了一种改进的反单点定位方法。该方法在传统反单点定位基础上,利用广播星历为约束条件,相邻历元的测站几何分布为先验信息,快速选取测站,并提取开普勒参数,以挖掘卫星机动开始及结束时刻的阶跃信息,基于多分辨分析的尺度特性对开普勒参数进行分解,获取东西机动和南北机动所隐含的卫星机动信息,实现对北斗GEO卫星的机动探测。测试结果表明,相比于传统反单点定位的方法,所提的改进方法能更准确确定卫星机动信息。

关键词：卫星机动机动探测离散小波变换反单点定位载波相位三差

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机动式激光测风雷达三维风场反演模型仿真研究

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地球物理学报 2023年第12期66卷 4863-4874页

作者：单雨龙赵世军姬文明国防科技大学气象海洋学院长沙410000

激光测风雷达具有探测精度高、环境适应性好等优点,发展其机动式应用技术,在军事保障、抢险救灾、海洋调查等领域具有广阔应用前景.雷达在机动条件下工作时,会由于载体的运动及倾斜造成数据探测误差,且不同光束之间的实际探测仰角不一致... 详细信息

激光测风雷达具有探测精度高、环境适应性好等优点,发展其机动式应用技术,在军事保障、抢险救灾、海洋调查等领域具有广阔应用前景.雷达在机动条件下工作时,会由于载体的运动及倾斜造成数据探测误差,且不同光束之间的实际探测仰角不一致,导致无法基于传统VAD算法反演大气三维风场.本文研究探索了激光测风雷达机动探测条件下的数据订正算法,及同一组VAD扫描中光束仰角不同条件下的三维风场反演算法,并通过数值仿真试验对算法进行验证.结果表明,数据订正算法能够有效订正载体运动带来的雷达探测误差,数据反演算法能够有效反演得到三维风场,但同一组VAD扫描中光束仰角差越大,三维风场反演误差越大.

关键词：激光测风雷达机动探测数据订正风场反演

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