空間非合作目標(biāo)被動(dòng)跟蹤技術(shù)與應(yīng)用
定 價(jià)：58 元
- 作者：廖瑛
- 出版時(shí)間：2015/1/1
- ISBN：9787118095678
- 出 版 社：國(guó)防工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN953
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：小16開
《空間非合作目標(biāo)被動(dòng)跟蹤技術(shù)與應(yīng)用》的內(nèi)容緊密結(jié)合工程技術(shù)專業(yè)，采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究思路，保證了模型和算法的正確性，初步解決了空間目標(biāo)天基僅測(cè)角跟蹤中的若干關(guān)鍵問題，取得了一些具有創(chuàng)新性的研究成果�！犊臻g非合作目標(biāo)被動(dòng)跟蹤技術(shù)與應(yīng)用》可作為高等院校航空航天、電子信息、控制科學(xué)等專業(yè)研究生和科研學(xué)者的教學(xué)參考書，也可以供從事航空宇航科學(xué)與技術(shù)、信號(hào)與信息處理以及控制科學(xué)與工程領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和研究人員學(xué)習(xí)參考。
第1章 概論
1.1 天基空間目標(biāo)監(jiān)視技術(shù)概述
1.2 天基空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀
1.2.1 美、俄地基空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)
1.2.2 天基空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)
1.2.3 美國(guó)空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)編目更新與維護(hù)
1.2.4 空間目標(biāo)抵近觀測(cè)和跟飛編隊(duì)?wèi)?yīng)用
1.2.5 國(guó)內(nèi)空間目標(biāo)監(jiān)視研究現(xiàn)狀
1.3 空間目標(biāo)跟蹤定軌相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展
1.3.1 空間目標(biāo)的初軌確定技術(shù)
1.3.2 空間目標(biāo)的非線性跟蹤濾波
1.3.3 空間目標(biāo)的聯(lián)合定軌技術(shù)
1.3.4 抗差估計(jì)理論在跟蹤定軌中的應(yīng)用現(xiàn)狀
參考文獻(xiàn)
第2章 基于測(cè)角信息的天基監(jiān)視跟蹤系統(tǒng)
2.1 天基無源跟蹤系統(tǒng)信息處理
2.1.1 天基光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)的信息處理
2.1.2 非合作輻射源目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的信息處理
2.2 空間非合作目標(biāo)天基可探測(cè)性分析
2.2.1 天基光電傳感器的可見性
2.2.2 非合作輻射源目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的可探測(cè)性
2.3 空間目標(biāo)天基僅測(cè)角跟蹤模型
2.3.1 坐標(biāo)系定義及轉(zhuǎn)換
2.3.2 空間目標(biāo)運(yùn)動(dòng)描述
2.3.3 天基僅測(cè)角跟蹤的觀測(cè)方程
2.4 觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理方法
2.4.1 物理量綱復(fù)原
2.4.2 測(cè)角數(shù)據(jù)跳變消除
2.4.3 觀測(cè)數(shù)據(jù)異常值處理
2.4.4 觀測(cè)噪聲平滑
參考文獻(xiàn)
第3章 基于天基測(cè)角信息的初軌確定方法
3.1 天基僅測(cè)角短弧初定軌的迭代初值選取
3.1.1 天基僅測(cè)角初定軌的平凡解
3.1.2 考慮J2項(xiàng)攝動(dòng)的簡(jiǎn)單迭代法
3.1.3 基于經(jīng)典高斯法的信賴域方法
3.1.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
3.2 基于連續(xù)同倫算法的天基僅測(cè)角初定軌方法
3.2.1 拉普拉斯改進(jìn)法
3.2.2 考慮攝動(dòng)影響的單位矢量法
3.2.3 連續(xù)同倫算法基本理論
3.2.4 基于同倫路徑跟蹤算法的觀測(cè)條件方程組求解
3.2.5 基于弧長(zhǎng)參數(shù)的同倫路徑跟蹤改進(jìn)算法
3.2.6 雙星立體觀測(cè)下空間目標(biāo)的初軌確定方法
3.2.7 仿真算例與分析
參考文獻(xiàn)
第4章 基于天基僅測(cè)角信息的跟蹤濾波算法
4.1 天基僅測(cè)角跟蹤的可觀測(cè)性與誤差特性
4.1.1 非線性控制系統(tǒng)可觀性定理
4.1.2 一般條件下相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程
4.1.3 單星對(duì)空間目標(biāo)僅測(cè)角跟蹤可觀測(cè)性分析
4.1.4 跟蹤濾波誤差下限與系統(tǒng)可觀測(cè)度
4.2 天基僅測(cè)角跟蹤自主定軌虧秩分析
4.2.1 單星對(duì)空間目標(biāo)僅測(cè)角跟蹤自主定軌虧秩分析
4.2.2 雙星編隊(duì)對(duì)空間目標(biāo)僅測(cè)角跟蹤自主定軌虧秩分析
4.2.3 自主定軌虧秩問題的改進(jìn)策略
4.3 單星對(duì)空間目標(biāo)僅測(cè)角跟蹤濾波算法
4.3.1 單星對(duì)空間目標(biāo)僅測(cè)角跟蹤模型
4.3.2 迭代UKF算法的推導(dǎo)
4.3.3 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
4.4 基于雙星編隊(duì)的天地聯(lián)合定軌方法
4.4.1 空間非合作目標(biāo)的天地聯(lián)合定軌模型
4.4.2 平方根UKF算法及改進(jìn)
4.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
參考文獻(xiàn)
第5章 基于抗差估計(jì)的天基僅測(cè)角跟蹤濾波算法
5.1 適于空間目標(biāo)跟蹤定軌的抗差估計(jì)理論
5.1.1 抗差估計(jì)基本概念
5.1.2 抗差最小二乘估計(jì)
5.1.3 相關(guān)觀測(cè)抗差估計(jì)方法
5.2 基于抗差自適應(yīng)濾波的跟蹤濾波算法
5.2.1 抗差自適應(yīng)EKF算法
5.2.2 帶時(shí)變?cè)肼暯y(tǒng)計(jì)特性估計(jì)器的抗差自適應(yīng)UKF算法
參考文獻(xiàn)
第6章 空間目標(biāo)的雙行軌道根數(shù)生成方法
6.1 雙行軌道根數(shù)和SGP4模型介紹
6.2 空間目標(biāo)的TLE擬合算法
6.2.1 非線性最小二乘估計(jì)
6.2.2 無奇異軌道根數(shù)及偏導(dǎo)數(shù)推導(dǎo)
6.2.3 仿真算例與分析
6.3 面向天基僅測(cè)角跟蹤應(yīng)用的TLE生成算法
6.3.1 非線性最小二乘遞推算法
6.3.2 仿真算例與分析
參考文獻(xiàn)
第7章 空間目標(biāo)的逼近技術(shù)
7.1 空間目標(biāo)的快速軌道逼近技術(shù)
7.1.1 相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程
7.1.2 設(shè)定時(shí)間內(nèi)的快速軌道逼近方法
7.1.3 基于微分改正的攝動(dòng)修正方法
7.1.4 仿真算例與分析
7.2 軌道交會(huì)控制研究
7.2.1 雙沖量Lambert交會(huì)算法
7.2.2 考慮觀測(cè)的雙沖量交會(huì)
7.2.3 多沖量軌道交會(huì)
參考文獻(xiàn)
第8章 觀測(cè)衛(wèi)星編隊(duì)控制問題研究
8.1 觀測(cè)衛(wèi)星編隊(duì)控制問題分析
8.1.1 衛(wèi)星編隊(duì)控制問題假設(shè)
8.1.2 絕對(duì)軌道參數(shù)預(yù)報(bào)偏差影響分析
8.1.3 控制輸出脈寬調(diào)制
8.2 觀測(cè)衛(wèi)星編隊(duì)構(gòu)形的李雅普諾夫控制研究
8.2.1 構(gòu)形捕獲與重構(gòu)方案
8.2.2 跟飛編隊(duì)李雅普諾夫控制律
8.2.3 仿真算例與分析
參考文獻(xiàn)
第9章 觀測(cè)衛(wèi)星編隊(duì)防碰撞問題研究
9.1 衛(wèi)星編隊(duì)碰撞因素分析
9.1.1 編隊(duì)安全的相關(guān)定義
9.1.2 碰撞影響因素分析
9.1.3 碰撞影響因素解決策略
9.2 衛(wèi)星編隊(duì)碰撞預(yù)警算法研究
9.2.1 碰撞預(yù)警策略
9.2.2 變尺度直接逼近算法
9.2.3 仿真算例與分析
參考文獻(xiàn)
《空間非合作目標(biāo)被動(dòng)跟蹤技術(shù)與應(yīng)用》：
而在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方面，美國(guó)采用探測(cè)器級(jí)別加中心級(jí)別的運(yùn)作模式，編目維護(hù)的步驟為：①確認(rèn)探測(cè)器級(jí)別的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；②對(duì)未關(guān)聯(lián)或錯(cuò)誤關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)在已知衛(wèi)星中進(jìn)行識(shí)別；③更新數(shù)據(jù)庫(kù)的軌道根數(shù)，對(duì)剩下的無關(guān)聯(lián)目標(biāo)（Uncorrelated Target，UCT）產(chǎn)生軌道根數(shù)和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并公布更新的軌道根數(shù)。軌道根數(shù)的自動(dòng)更新一般采用最小二乘法進(jìn)行微分改進(jìn)（Differential Correction，DC），約98.5%的軌道根數(shù)可以在無人干預(yù)的情況下自動(dòng)更新。而“電子籬笆”的數(shù)據(jù)處理與其他常規(guī)監(jiān)視設(shè)備不同：物體穿過籬笆束時(shí)，接收站按55Hz的頻率采樣原始數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳給海軍空間司令部，計(jì)算信號(hào)峰值時(shí)刻的方向余弦，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先計(jì)算值關(guān)聯(lián)；每次軌道根數(shù)更新時(shí)會(huì)預(yù)報(bào)未來36h穿越籬笆束的信息，通常97%的籬笆觀測(cè)值可以與已知衛(wèi)星關(guān)聯(lián)，因此“電子籬笆”對(duì)于UCT的分析尤為重要。
空間目標(biāo)的編目信息一般用雙行軌道根數(shù)（Two—line Elements，TLE）形式表示，其軌道計(jì)算和預(yù)測(cè)模型算法則用相應(yīng)的簡(jiǎn)化普適攝動(dòng)模型（Simplified General Perturbations 4，SGP4）來實(shí)現(xiàn)。SGP4模型考慮包括地球非球形J2／J3／J4項(xiàng)攝動(dòng)、大氣阻力攝動(dòng)（采用靜態(tài)非自旋的球形對(duì)稱的大氣模型）以及日月引力攝動(dòng)等多種主要攝動(dòng)因素影響，并在軌道計(jì)算精度和效率上有較好的折中，是目前國(guó)際上使用最為廣泛的空間目標(biāo)軌道數(shù)據(jù)。目前，SGP、SGP4軌道計(jì)算與預(yù)報(bào)模型算法由Goddard空間飛行中心（Goddard Space Flight Center，GSFC）發(fā)布，但是TLE生成算法仍被保留，使其在應(yīng)用時(shí)效性和廣泛性上受到限制。為此，一些學(xué)者對(duì)于TLE生成算法進(jìn)行了研究，Byoung提出利用空間目標(biāo)的瞬時(shí)密切軌道數(shù)據(jù)，經(jīng)過時(shí)間和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換擬合出該目標(biāo)的TLE主要參數(shù)，但是只研究了單點(diǎn)擬合方法；Oliver等以空間目標(biāo)的星載GPS數(shù)據(jù)作為觀測(cè)輸入，采用基于卡爾曼濾波的有攝運(yùn)動(dòng)微分方程數(shù)值方法，由目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)時(shí)生成該目標(biāo)基于SGP4模型的TLE參數(shù)，但是未考慮軌道奇點(diǎn)問題。李駿在對(duì)TLE格式和相應(yīng)SGP4模型分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)空間目標(biāo)監(jiān)視應(yīng)用中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)未知的非合作目標(biāo)，利用天基光學(xué)僅測(cè)角數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)TLE的擬合估計(jì)，可對(duì)目標(biāo)編目根數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)更新，但采用的是數(shù)值方法且未給出偏導(dǎo)數(shù)表達(dá)式。
……
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