【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间态势感知，尤其涉及一种天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法。
技术介绍
1、近年来，空间目标数量随着空间技术在国防、政治、经济等领域的广泛应用而急剧增加。为了满足对非合作空间目标的编目需求，各国建立了众多光学或雷达传感器对目标进行观测。空间目标监视网传感器的观测资源调度技术通过一定准则，在一个调度周期内，按照各空间目标的观测需求，将调度监视网传感器的观测资源分配给各空间目标。
2、目前，空间监视网的主干装备为地基或舰载的雷达、光电、无线电等多频谱设备。随着天地基一体化态势感知系统的发展，越来越多的天基光学、雷达传感器部署于空间态势感知系统中。天地一体协同探测意味着需要对天地基传感器观测资源进行联合调度。然而，目前的空间目标监视网传感器的观测资源调度技术大多仅考虑地基传感器，天地一体联合调度技术对协同调度结构的研究较多，对观测模型、调度准则等关键技术的研究较少。联合调度策略对传感器观测特性差异的分析较少，甚至只是将不同平台、体制的传感器按照传感器可提供的观测次数进行统一规划调度，忽略了传感器平台、体制不同所带来的信息差异，并且，也没有考虑各类型传感器的观测几何、观测时刻、观测组合等对整体观测效率的影响，这都会导致难以定量分析传感器单次观测的观测效率，从而难以获得高性能的天地一体协同调度结果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，通过构建天地基传感器统一观测模型，建立轨道误差协方差函数，用于
2、因此，本专利技术提供了一种天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，包括如下步骤：
3、s1：初始化目标参数、传感器参数和调度场景，计算空间监视网中传感器调度所需参量；
4、s2：定义修正发射坐标系和hill坐标系根据修正发射坐标系和hill坐标系的定义，计算修正发射坐标系和hill坐标系之间的几何关系；
5、s3：计算每个传感器在可调度观测时刻下，修正发射坐标系与hill坐标系之间的转换矩阵；
6、s4：计算在任意可调度观测时刻，每个传感器对目标在hill坐标系的测量结果；
7、s5：构建由观测起始时刻t0到观测时刻t目标的状态转移矩阵φ(t,t0)，以及观测时刻t时目标的观测矩阵h(t)；
8、s6：构建在观测时刻t时，目标的相对运动位置速度误差协方差矩阵p(t)；
9、s7：计算空间监视网中传感器的调度效率度量函数ψt的值，用于指导空间监视网中传感器的调度。
10、在一种可能的实现方式中，在本专利技术提供的上述天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法中，步骤s1，初始化目标参数、传感器参数和调度场景，计算空间监视网中传感器调度所需参量，具体包括：
11、根据待观测空间目标轨道根数(ao,mo,io,ωo,eo,ωo)、天基传感器轨道根数(as,ms,is,ωs,es,ωs)、地基传感器坐标(θelat,θelng,hes)、观测起始时刻t0＝0以及观测时间段t，按轨道预报模型进行轨道预报，获得观测时间段t内在任一观测时刻t时，传感器相对于目标轨道平面的瞬时经度θlat(t)、瞬时纬度θlng(t)、瞬时海拔hs(t)，以及传感器对主目标的瞬时观测矢量rpre(t)；其中，ao为空间目标轨道半长轴，mo为空间目标平近点角，io为空间目标轨道倾角，ωo为空间目标近地点幅角，eo空间目标轨道偏心率，ωo为空间目标升交点赤经；as为天基传感器轨道半长轴，ms为天基传感器平近点角，is为天基传感器轨道倾角，ωs为天基传感器近地点幅角，es为天基传感器轨道偏心率，ωs为天基传感器升交点赤经；θelat为地基传感器的经度，θelng为地基传感器的纬度，hes为地基传感器的海拔。
12、在一种可能的实现方式中，在本专利技术提供的上述天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法中，步骤s2，定义修正发射坐标系和hill坐标系根据修正发射坐标系和hill坐标系的定义，计算修正发射坐标系和hill坐标系之间的几何关系，具体包括：
13、修正发射坐标系定义为坐标系轴由传感器指向目标质心，轴位于目标轨道面内与轴垂直，轴正方向为目标运动方向，轴与轴、轴共同组成右手笛卡尔坐标系；hill坐标系定义为坐标系轴由地心指向目标质心，轴位于目标轨道面内与轴垂直，轴正方向为目标运动方向，轴与轴、轴共同组成右手笛卡尔坐标系；根据修正发射坐标系和hill坐标系的定义，计算修正发射坐标系的轴与hill坐标系的平面之间的夹角β，以及轴在平面的投影直线与轴之间的夹角α：
14、
15、
16、其中，θr为轴与轴之间的夹角，θn为轴与轴之间的夹角。
17、在一种可能的实现方式中，在本专利技术提供的上述天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法中，步骤s3，计算每个传感器在可调度观测时刻下，修正发射坐标系与hill坐标系之间的转换矩阵，具体包括：
18、计算每个传感器在可调度观测时刻下，修正发射坐标系与hill坐标系之间的转换矩阵：
19、
20、在一种可能的实现方式中，在本专利技术提供的上述天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法中，步骤s4，计算在任意可调度观测时刻，每个传感器对目标在hill坐标系的测量结果，具体包括：
21、记传感器在修正发射坐标系下对目标的第i次观测的位置测量理论值和速度测量理论值为：
22、
23、
24、其中，rδi为传感器测量理论值与目标预测值之间的径向距离差，robsi为传感器对目标的径向距离测量理论值，αyi为传感器对目标沿轴方向的角度测量理论值，αzi为传感器对目标沿轴方向的角度测量理论值，为传感器的速度测量理论值，为传感器对目标沿轴方向的角速度测量理论值，为传感器对目标沿轴方向的角速度测量理论值,上标t表示矢量转置，变量上标·表示该变量的导数；
25、根据公式(3)，计算目标在hill坐标系的测量结果：
26、
27、
28、其中，为目标相对位置矢量在hill坐标系的测量值，为第i次观测对应的rth，vti为在修正发射坐标系下第i次观测对应的位置观测噪声，为在修正发射坐标系下第i次观测对应的速度观测噪声，为目标相对速度矢量在hill坐标系的测量值，为的导数。
29、在一种可能的实现方式中，在本专利技术提供的上述天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法中，步骤s5，构建由观测起始时刻t0＝0到观测时刻t目标的状态转移矩阵φ(t,t0)，以及观测时刻t时目标的观测矩阵h(t)，具体包括：
30、构建由观测起始时刻到观测时刻t目标的状态转移矩阵φ(t,t0)：
31、
32、
33、
34、...
【技术保护点】
1.一种天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤S1，初始化目标参数、传感器参数和调度场景，计算空间监视网中传感器调度所需参量，具体包括：
3.如权利要求1所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤S2，定义修正发射坐标系和Hill坐标系根据修正发射坐标系和Hill坐标系的定义，计算修正发射坐标系和Hill坐标系之间的几何关系，具体包括：
4.如权利要求3所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤S3，计算每个传感器在可调度观测时刻下，修正发射坐标系与Hill坐标系之间的转换矩阵，具体包括：
5.如权利要求4所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤S4，计算在任意可调度观测时刻，每个传感器对目标在Hill坐标系的测量结果，具体包括：
6.如权利要求5所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤S5，构建
7.如权利要求6所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤S6，构建在观测时刻t时，目标的相对运动位置速度误差协方差矩阵P(t)，具体包括：
8.如权利要求7所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤S7，计算空间监视网中传感器的调度效率度量函数ΨT的值，用于指导空间监视网中传感器的调度，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤s1，初始化目标参数、传感器参数和调度场景，计算空间监视网中传感器调度所需参量，具体包括：
3.如权利要求1所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤s2，定义修正发射坐标系和hill坐标系根据修正发射坐标系和hill坐标系的定义，计算修正发射坐标系和hill坐标系之间的几何关系，具体包括：
4.如权利要求3所述的天地基联合的空间监视网传感器调度效率计算方法，其特征在于，步骤s3，计算每个传感器在可调度观测时刻下，修正发射坐标系与hill坐标系之间的转换矩阵，具体包括：
5.如权利要求4所述的天地基联...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊岭，陈津，吕鹏，申嘉康，钟玉兵，徐铭希，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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