一种空间目标的初始轨道误差计算方法及装置制造方法及图纸

本公开提供了一种空间目标的初始轨道误差计算方法及装置，包括：基于观测数据，计算空间目标在J2000坐标系下的初始轨道以及初始轨道协方差；根据初始轨道与初始轨道协方差，计算空间目标在J2000坐标系下指定时刻的预报位置、预报速度以及在J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差；根据J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，确定在测量坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，以得到指定时刻赤经与赤纬理论预报值的误差，测量坐标系以观测站为原点；根据J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，确定在UNW坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，以得到指定时刻在U轴、N轴及W轴方向的预报误差。本公开可以提高初始轨道误差估计的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种空间目标的初始轨道误差计算方法及装置
本公开涉及空间碎片监测领域，特别涉及一种空间目标的初始轨道误差计算方法及装置。
技术介绍
通常情况下，对于新发现的空间碎片，需要先确定该空间碎片的初始轨道，再利用初始轨道引导其他观测设备开展后续观测，因此，需要在初始确定时提供轨道的误差和误差随时间的发散量，从而为后续的观测设备给出准确的搜索范围。目前，地基监测对初始轨道误差的计算基于广义拉普拉斯法的最小二乘估计，但是该方法对监测数据误差引起的误差模型的估计不完整，误差的估计偏小。因此，亟需一种空间目标的初始轨道误差计算方法，以提高误差估计的准确度。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种空间目标的初始轨道误差计算方法及装置，以提高初始轨道误差估计的准确度。为实现上述目的，本公开实施例提供一种空间目标的初始轨道误差计算方法，所述方法包括：基于观测数据，计算空间目标在J2000坐标系下的初始轨道以及初始轨道协方差；根据所述初始轨道与初始轨道协方差，计算所述空间目标在所述J2000坐标系下指定时刻的预报位置、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间目标的初始轨道误差计算方法，其特征在于，包括：/n基于观测数据，计算空间目标在J2000坐标系下的初始轨道以及初始轨道协方差；/n根据所述初始轨道与初始轨道协方差，计算所述空间目标在所述J2000坐标系下指定时刻的预报位置、预报速度以及在所述J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差；/n根据所述J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，确定在测量坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，以得到所述指定时刻赤经与赤纬理论预报值的误差，所述测量坐标系以观测站为原点；/n根据所述J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，确定在UNW坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，以得到所述指定时刻在U轴...

【技术特征摘要】
1.一种空间目标的初始轨道误差计算方法，其特征在于，包括：
基于观测数据，计算空间目标在J2000坐标系下的初始轨道以及初始轨道协方差；
根据所述初始轨道与初始轨道协方差，计算所述空间目标在所述J2000坐标系下指定时刻的预报位置、预报速度以及在所述J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差；
根据所述J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，确定在测量坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，以得到所述指定时刻赤经与赤纬理论预报值的误差，所述测量坐标系以观测站为原点；
根据所述J2000坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，确定在UNW坐标系下指定时刻的初始轨道协方差，以得到所述指定时刻在U轴、N轴及W轴方向的预报误差。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于观测数据，计算所述空间目标在J2000坐标系下的初始轨道以及初始轨道协方差，包括：
在J2000坐标系下，基于广义拉普拉斯初始轨道确定算法，建立所述观测数据与所述初始轨道的线性方程；
根据所述线性方程与误差项，建立所述观测数据与所述初始轨道之间的线性模型，以计算得到所述初始轨道；
计算所述误差项的协方差；
根据最小二乘理论以及所述误差项的协方差，计算得到所述初始轨道协方差。


3.根据所述权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线性方程如下：









其中，
λ＝cosδcosα
μ＝cosδsinα
ν＝sinδ
α为赤经；δ为赤纬；λ、μ、ν是关于赤经α和赤纬δ的函数；x0、y0、z0为初始时刻的位置；为初始时刻的速度；F、Fz、G、Gz是关于时间的函数；Xe、Ye、Ze为所述观测站的坐标。


4.根据所述权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线性模型如下：
y＝Xβ+ε
ε＝εy+εX
ξ＝[ΔαΔδ]T～σ2I
其中，






y＝[y1y2y3]T
y1＝(νXe-λZe)
y2＝(νYe-μZe)
y3＝(μXe-λYe)
α为赤经；δ为赤纬；β为初始轨道；y为线性模型的观测量；X为设计矩阵；ε为误差项；εX为来自设计矩阵X的误差；εy为来自观测量y的误差；λ、μ、ν是关于赤经α和赤纬δ的函数；x0、y0、z0为初始时刻的位置；为初始时刻的速度；F、Fz、G、Gz是关于时间的函数；Xe、Ye、Ze为所述观测站的坐标；I为单位矩阵；ξ为观测数据的测量误差构成的矩阵，包含赤经误差和赤纬误差；σ为观测数据的误差值。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述误差项的协方差通过如下方法计算：
ε＝εy+εX＝(U-A)ξ
ξ＝[ΔαΔδ]T
cov(ξ)＝σ2I
εyU＝[U1U2]＝MLXMZL






z＝(αδ)T
L＝[λμν]T
计算得到：



其中，









α为赤经；δ为赤纬；β为初始轨道；y为线性模型的观测量；X为设计矩阵；ε为误差项；εX为来自设计矩阵X的误差；εy为来自观测量y的误差；λ、μ、ν是关于赤经α和赤纬δ的函数；x0、y0、z0为初始时刻的位置；为初始时刻的速度；F、Fz、G、Gz是关于时间的函数；Σ为误差项的协方差；z为观测数据；σ为观测数据的误差值；I为单位矩阵。


6.根据权利要求5所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大卫，杨旭，程昊文，金勇，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：北京;11