【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间目标数据处理，尤其涉及一种空间目标观测数据匹配关联方法及系统。
技术介绍
1、随着航天活动日益增加及空间碰撞解体事件频发，导致空间目标数量激增。空间目标在地心引力和各种摄动因素的作用下，其轨道参数不断发生变化，为了精确掌握轨道参数信息，提高空间态势感知能力，需要不断对其进行观测，通过获取空间目标有效的位置信息，从而完成对空间目标编目的管理工作。传统单一目标跟踪模式下的观测方式已不能满足空间目标监视需求，不利于对空间目标进行批量编目管理。近年来出现了面向空域的空间目标巡天观测，成为了空间目标编目的主要观测模式。在该观测模式下，用户仅能得到空间目标划过望远镜视场内的二维平面位置等信息，无法获取空间目标的编号，类型，材料，大小等具体属性信息，要进一步利用观测数据，需要对其进行匹配关联操作。为提高编目效率，通常将观测数据与已知编目库中目标进行匹配，从而完成数据弧段之间的关联，以便对其利用。
2、在空间目标数据处理
，常用的数据关联方法有：观测数据与观测数据的关联，观测数据与空间目标轨道的关联和空间目标轨道与轨道的关联。对观测数据与观测数据的关联来说，其目的为判断两组观测数据是否来源于同一空间目标，仍无法得到其属性信息，属于未关联目标数据的处理范畴，主要用于新目标发现工作。专利文献cn110002014a(申请号：cn201910218740.5)公开了一种空间碎片关联方法及介质，专利文献cn115837992a(申请号：cn202211489898.4)公开了一种面向空间碎片的天基光学观测初轨关联方法
3、结合天基光学探测平台与地基光学探测平台获得的海量观测数据，亟需一种适用于不同观测平台，高效且准确的空间目标观测数据匹配关联方法，对快速提升空间动态感知能力及提高空间目标的编目维护能力具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的主要目的在于提出一种空间目标观测数据匹配关联方法及系统，旨在设计一种高效且准确地将空间目标观测数据匹配关联的方法，以解决现有方法上模糊匹配关联的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种空间目标观测数据匹配关联方法，包括以下步骤：
3、1)空间目标轨道编目库的提取：以观测日期为参考点，向前选择两天及向后选择一天编目库中目标轨道根数，形成集合s0{obj1x,obj2x,...,objnx}；遍历全部空间目标后，生成待匹配的已知空间目标轨道集合s1{obj1,obj2,...,objn}，对应的空间目标编号为[id1,id2,...,idn]；
4、2)空间目标观测数据的生成：在ti(i＝1,2,...,n)时刻通过天文定位方式得到j2000.0惯性坐标系下的赤经αi和赤纬δi，n为每一观测数据弧段的数据点数，得到全部弧段的观测数据，记pask(ti,αi,δi),(k＝1,2,...,m；i＝1,2,...,n)；
5、3)统一坐标系：在进行空间目标匹配关联前，需要将各类数据转换到同一坐标系；测站在地球地固坐标系的位置矢量由测站在大地坐标系中的位置矢量转换得到：其中，e2＝2f-f2；式中：λ、h分别为测站的大地经度、大地纬度和大地高，ae为地球赤道半径，f为地球扁率。将测站的地球地固坐标位置矢量转换到j2000.0惯性坐标系下，得到位置矢量式中：b2为地球极移修正矩阵，b1为地球自转矩阵，n为章动改正矩阵，a为岁差改正矩阵，上标t表示对转换矩阵进行转置；
6、4)匹配策略：设定匹配关联阈值δ，通过轨道预报程序对已知空间目标轨道集合s1{obj1,obj2,...,objn}在pask(t1),(k＝1,2,...,m)时刻计算测站的预计观测值obji_pask(t1,α1c,δ1c),(i＝1,2,...,n；k＝1,2,...,m)，计算观测值与预计观测值之间的残差：筛选出满足条件的集合s2{obj1,obj2,...,objm}，采用多线程处理技术对集合s2{obj1,obj2,...,objm}中每一个目标计算各观测弧段的预计观测值obji_pask(ti,αic,δic),(i＝1,2,...,n；k＝1,2,...,m)，得到观测残差的均方根误差集合其中，通过判断得到各观测弧段的最小观测残差当小于等于关联阈值δ时，该弧段观测数据的初始匹配空间目标编号为idi，
7、5)数据关联：当全部观测弧段pask(ti,αi,δi),(k＝1,2,...,m；i＝1,2,...,n)和已知编目库匹配后，得到所有目标不同观测弧段的观测残差集合计算匹配同一空间目标各观测弧段的观测残差差异性：
8、当k＝1时，且观测残差δ1≤360″，观测数据弧段判定为真匹配真关联，记录空间目标编号idi；当360″＜δ1≤1800″时，计算匹配得到空间目标idi的轨道高度，若在低轨空间目标轨道高度范围内，观测数据弧段判定为真匹配真关联，记录空间目标编号idi；当δ1＞1800″时，观测数据弧段判定为伪匹配伪关联，以ff_idi记录空间目标编号；
9、当k≥2时，以观测时间前后排序，计算匹配得到空间目标idi相邻观测弧段之间观测残差的差异性δ′＝δi+1-δi；
10、当δi≤360″，且δ′≤60″时，观测数据弧段判定为真匹配真关联，记录空间目标编号idi；
11、当360″＜δi≤1800″，且δ′≤300″时(匹配误差增大，其差异性也增大)，计算匹配得到空间目标idi的轨道高度，若在低轨空间目标轨道高度范围内，观测数据弧段判定为真匹配真关联，记录空间目标编号idi；当δi＞1800″，且δ′≤300″时，观测数据弧段判定为伪匹配真关联，以ft_idi记录空间目标编号，当δi＞1800″，且δ′＞300″时，观测数据弧段判定为伪匹配伪关联，以ff_idi记录空间目标编号；
12、当δi≤360″且δi+1＞360″，有δ′＞60″本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述步骤5)数据关联中，真匹配伪关联与伪匹配真关联数据，根据匹配后的空间目标类型判别：
3.根据权利要求1所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述步骤1)空间目标轨道编目库的提取中，编目库中低轨道空间目标每天更新两次轨道根数信息，中轨道空间目标每天更新一次轨道根数信息，高轨道空间目标每1～2天更新一次轨道根数信息；低轨空间目标在可编目数量中占据了约80％；轨道根数提取依据为编目库更新时间与观测数据时间间隔最近的一组轨道根数。
4.根据权利要求1所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述步骤2)空间目标观测数据的生成中，在ti(i＝1,2,...,n)时刻通过轴系定位得到地平坐标系下的高度角hi和方位角Ai，单位矢量通过旋转矩阵法需要将其转换到J2000.0惯性坐标系。
5.根据权利要求4所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述旋转矩阵法为：J2000.0惯性坐标系以表示
6.根据权利要求1所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述步骤4)匹配策略中，当大于关联阈值Δ时，该弧段观测数据没有匹配到已知编目库目标，做未关联目标数据的处理。
7.根据权利要求6所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述关联阈值Δ为3600″。
8.一种空间目标观测数据匹配关联系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述步骤5)数据关联中，真匹配伪关联与伪匹配真关联数据，根据匹配后的空间目标类型判别：
3.根据权利要求1所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述步骤1)空间目标轨道编目库的提取中，编目库中低轨道空间目标每天更新两次轨道根数信息，中轨道空间目标每天更新一次轨道根数信息，高轨道空间目标每1～2天更新一次轨道根数信息；低轨空间目标在可编目数量中占据了约80％；轨道根数提取依据为编目库更新时间与观测数据时间间隔最近的一组轨道根数。
4.根据权利要求1所述的空间目标观测数据匹配关联方法，其特征在于，所述步骤2)空间目标观测数据的生成中，在ti(i＝1,2,...,n)时刻通过轴系定位得...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙建南，范存波，康喆，李振伟，刘承志，张楠，马磊，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，
类型：发明
国别省市：
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