有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法及系统，首先建立考虑J2项摄动的地心引力与大气阻力摄动的状态运动模型，然后利用经过快速微分迭代方法改进的粒子滤波算法，通过短弧段观测的结果对空间碎片的弹道系数进行预估，进一步将预估结果代入状态方程中进行轨道外推预测，大大提高了真实空间碎片轨迹准确性，并且考虑地心引力与大气阻力摄动对轨道外推的影响。气阻力摄动对轨道外推的影响。气阻力摄动对轨道外推的影响。

【技术实现步骤摘要】
有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及空间碎片的运动参数预估与轨道预报
，具体为一种有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法及系统。

技术介绍

[0002]由于空间碎片不断增加,空间环境变得高度拥挤,这严重威胁着在轨航天器的运行安全。同时，高精度的空间碎片动力学模型是空间碎片的轨道预报的基础。在空间碎片轨道预报中，由于空间碎片轨道大气密度以及空间碎片面质比参数未知，空间碎片的弹道系数难以准确求解，其轨道预报严重依赖于地面站的观测数据。为了对空间碎片进行观测，全世界建立了各种各样的空间碎片监视与观测系统。通常这些系统只能实现局部观测，同时这样成建制的空间碎片观测系统耗资巨大。受限于有限的地面观测资源，很难实现对多个空间碎片进行实时跟踪，因此需要通过有限的观测数据对空间碎片的运动参数进行预估，进而实现精确的轨道外推来降低长时间轨道预报对地面站观测数据的依赖。对于受到地心引力与摄动力影响的空间碎片而言，可以通过对其状态信息进行滤波与预估其弹道系数的方法来实现对于空间碎片的长时间的轨道外推。虽然我国目前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取空间碎片信息，并建立空间碎片状态模型；S2：对空间碎片信息进行粒子初始化；S3：获取初始化后的粒子的状态均值，并推演粒子的状态均值在下一时刻的状态；S4：通过差值表示其他粒子与均值粒子之间的关系，进而对所有粒子的下一时刻状态进行求解；S5：计算下一时刻每个粒子在所有粒子中的权重；S6：对粒子进行重采样，并获取重采样粒子的权值；S7：在固定的时间内重复S3
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S6，根据重复的多次计算的结果，获取收敛的弹道系数；S8：将收敛的弹道系数代入空间碎片状态模型，获得轨道的外推时间，根据轨道外推时间对轨道进行外推。2.根据权利要求1所述的有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法，其特征在于，S1中采用单站短弧段雷达对空间碎片进行观测，获取空间碎片信息。3.根据权利要求1所述的有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法，其特征在于，S1中的空间碎片状态方程为：其中为状态的变化量，f(x)为状态方程：G为噪声参数矩阵，w为噪声矩阵。4.根据权利要求1所述的有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法，其特征在于，S2对对空间碎片信息进行粒子初始化具体为，设t0时刻目标真实状态表示为X0，观测状态表示为Z0，对初始值进行粒子初始化，设粒子个数为N，且服从高斯分布，t0时刻粒子群表示为5.根据权利要求1所述的有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法，其特征在于，S3中采用重要性函数推演粒子的状态均值在下一时刻的状态。6.根据权利要求1所述的有限观测下空间碎片弹道系数识别与轨迹预测方法，其特征在于，S4中通过JT算法，求解所有粒子在下一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙冲，张子俊，张力军，方群，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：