【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断，属于空间。
技术介绍
1、空间高精度干涉测量星座是进行空间引力波探测、类地行星观测、宇宙高精度成像的重要手段。空间高精度干涉测量星座在空间中部署多个干涉测量传感器，相比于地基干涉测量装置，空间高精度干涉测量星座不受地震波影响、不受干涉测量臂长限制，能够对更低频率的信号进行更高精度的观测。然而，空间高精度干涉测量星座的观测性能受到空间高精度干涉测量星座的构型稳定性的影响。通过经过大量的优化设计，空间高精度干涉测量星座的标称轨道构型通常满足构型稳定性要求。但是由于空间高精度干涉测量星座中的航天器存在入轨偏差，空间高精度干涉测量星座中的航天器会偏离事先优化得到的标称轨道，进而导致空间高精度干涉测量星座构型不满足构型稳定性要求。空间高精度干涉测量星座中的航天器的入轨误差通常受到轨道确定误差影响，因此有必要计算定轨导致的空间高精度干涉测量星座中的航天器入轨误差，并对空间高精度干涉测量星座构型误差进行计算，从而判定空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术主要目的是提供一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，扩展卡尔曼滤波算法计算定轨导致的入轨误差分布，构造空间高精度干涉测量星座构型误差传播半解析表达式，判断空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性。本专利技术具有空间高精度干涉测量星座入轨构型稳定性判断准，计算速度快的优势，有利于提升空间高精度干涉测量星座构型稳定性，提高空间高精度干涉测量星座观测效能。
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。
3、本专利技术公开的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，建立空间高精度干涉测量星座中航天器的动力学方程，根据空间高精度干涉测量星座中航天器的动力学方程构建离散的空间高精度干涉测量星座中航天器轨道状态递推表达式，设定空间高精度干涉测量星座开始定轨时刻，空间高精度干涉测量星座入轨时刻，设定空间高精度干涉测量星座任务结束时刻，设定空间高精度干涉测量星座在入轨时刻的航天器状态，设定空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻的航天器状态。建立空间高精度干涉测量星座中航天器的测量模型，设定空间高精度干涉测量星座中航天器定轨的观测时刻，设定空间高精度干涉测量星座中航天器定轨的观测次数，设定空间高精度干涉测量星座中航天器定轨的观测量，设定空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻的航天器估计状态，设定空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻的航天器估计协方差矩阵。根据设定的空间高精度干涉测量星座中航天器的测量模型、空间高精度干涉测量星座中航天器定轨的观测时刻、空间高精度干涉测量星座中航天器定轨的观测次数、空间高精度干涉测量星座中航天器定轨的观测量、空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻的航天器估计状态和空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻的航天器估计协方差矩阵，使用扩展卡尔曼滤波算法计算空间高精度干涉测量星座在入轨时刻的航天器估计协方差矩阵。建立空间高精度干涉测量星座构型稳定性表征模型，建立空间高精度干涉测量星座构型稳定性指标与空间高精度干涉测量星座中航天器状态矢量的映射关系。根据构建的空间高精度干涉测量星座中航天器的动力学方程、离散的空间高精度干涉测量星座中航天器轨道状态递推表达式，建立空间高精度干涉测量星座中航天器轨道误差传播的半解析表达式。根据建立的空间高精度干涉测量星座中航天器轨道误差传播的半解析表达式，建立空间高精度干涉测量星座轨道误差传播的半解析表达式。根据建立的空间高精度干涉测量星座轨道误差传播的半解析表达式、以及建立的空间高精度干涉测量星座构型稳定性指标与空间高精度干涉测量星座中航天器状态矢量的映射关系，建立空间高精度干涉测量星座构型误差传播的半解析预报表达式。基于建立的空间高精度干涉测量星座构型稳定性指标误差传播的半解析预报表达式、设定的空间高精度干涉测量星座任务结束时刻、计算得到的空间高精度干涉测量星座在入轨时刻的航天器估计协方差矩阵，计算空间高精度干涉测量星座任务结束时刻稳定性指标协方差矩阵，设定空间高精度干涉测量星座任务结束时刻稳定性指标协方差矩阵约束要求，判断空间高精度干涉测量星座入轨构型稳定性。基于空间高精度干涉测量星座入轨构型稳定性判断结果，重新构建定轨控制策略，实现空间高精度干涉测量星座高精度入轨，提升空间高精度干涉测量星座构型稳定性，提高空间高精度干涉测量星座观测效能。所述空间高精度干涉测量星座观测包括空间引力波观测、类地行星观测、高精度宇宙观测。
4、本专利技术公开的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，包括如下步骤：
5、步骤一：建立空间高精度干涉测量星座中航天器的动力学方程f，根据空间高精度干涉测量星座中航天器的动力学方程f构建离散的空间高精度干涉测量星座中航天器轨道状态递推表达式f，设定空间高精度干涉测量星座开始定轨时刻t-1，空间高精度干涉测量星座入轨时刻t0，设定空间高精度干涉测量星座任务结束时刻tf，设定空间高精度干涉测量星座在入轨时刻t0的航天器状态x1,0、x2,0、x3,0，设定空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻t-1的航天器状态x1,-1、x2,-1、x3,-1。
6、建立空间高精度干涉测量星座中航天器的动力学方程如下：
7、
8、其中t∈[t-1,tf]为任意时刻，xi＝[ri；vi]表示空间高精度干涉测量星座中第i个航天器在时刻t的状态矢量，所述i属于{1,2,3}，ri表示空间高精度干涉测量星座中第i个航天器在时刻t的位置矢量，vi表示空间高精度干涉测量星座中第i个航天器在时刻t的速度矢量，f为空间高精度干涉测量星座航天器动力学方程。
9、根据空间高精度干涉测量星座中航天器的动力学方程f构建离散的空间高精度干涉测量星座中航天器轨道状态递推表达式如下：
10、
11、其中xi(tk)表示空间高精度干涉测量星座中第i个航天器在时刻tk的状态矢量，xi(tk-1)表示空间高精度干涉测量星座中第i个航天器在时刻tk-1的状态矢量，f(xi(tk-1),tk,tk-1)为离散的空间高精度干涉测量星座中航天器轨道状态递推表达式。
12、设定空间高精度干涉测量星座开始定轨时刻t-1，设定空间高精度干涉测量星座入轨时刻t0，设定空间高精度干涉测量星座任务结束时刻tf，设定空间高精度干涉测量星座在入轨时刻t0的第一个航天器初始状态为x1,0，设定空间高精度干涉测量星座在入轨时刻t0的第二个航天器初始状态为x2,0，设定空间高精度干涉测量星座在入轨时刻t0的第三个航天器初始状态为x3,0，设定空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻t-1的第一个航天器初始状态为x1,-1，设定空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻t-1的第二个航天器初始状态为x2,-1，设定空间高精度干涉测量星座在开始定轨时刻t-1的第三个航天器初始状态为x3,-1。
13、步骤二：建立空间高精度干涉测量星座中航天器的测量模型h(xi)，设定空间高精度干涉测量星座中航本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.如权利要求1所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤一实现方法为，
3.如权利要求2所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤二实现方法为，
4.如权利要求3所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤三实现方法为，
5.如权利要求4所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤四实现方法为，
6.如权利要求5所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤五实现方法为，
7.如权利要求1或2所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤六实现方法为，
8.如权利要求7所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤七实现方法为，
9.如权利要求8所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：
10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：还包括步骤九，基于空间高精度干涉测量星座入轨构型稳定性判断结果，重新构建定轨控制策略，实现空间高精度干涉测量星座高精度入轨，提升空间高精度干涉测量星座构型稳定性，提高空间高精度干涉测量星座观测效能。
...【技术特征摘要】
1.一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.如权利要求1所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤一实现方法为，
3.如权利要求2所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤二实现方法为，
4.如权利要求3所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤三实现方法为，
5.如权利要求4所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤四实现方法为，
6.如权利要求5所述的一种空间高精度干涉测量星座构型入轨稳定性判断方法，其特征在于：步骤五实现方法为，
【专利技术属性】
技术研发人员：乔栋，周星宇，郑健超，李翔宇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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