專利名稱：空間飛行器主動段軌道估計方法
技術領域：
本發明屬于空間飛行器軌道估計技術領域，尤其是涉及空間飛行器主動段軌道估計方法。
背景技術：
北斗衛星導航系統是我國正在實施的自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統，它可為用戶提供全天候、全天時的高精確、高可靠的定位服務。北斗衛星導航系統由空間端、地面端和用戶端三部分組成。北斗衛星導航系統對促進我國衛星導航定位事業的發展，滿足我國軍事及國民經濟的需要具有重大的戰略和經濟意義。但北斗衛星導航系統只能對目標對象進行時時的定位，卻不能進行其未發生時刻的定位與軌道估計。空間飛行器是指在地球大氣層以外的宇宙空間，基本上按照天體力學的規律運行的各類飛行器。有些國家會發射特殊目的的空間飛行器，如彈道式導彈等。而對他國發射的具有敵意的空間飛行器實施軌道估計、監控并作出快速反應，具有重要的戰略意義。空間飛行器軌道一般可分為三段，依次為:靠火箭推進的主動段、在地球外層空間的慣性飛行段和再入大氣層后的攻擊段。主動段通常由多級火箭相繼推進，前一級火箭完成推進后脫落，由后一級火箭接力。慣性飛行段在空氣阻力極小的大氣層外，靠末級火箭關機前獲得的速度在橢圓軌道上作無動力慣性飛行。攻擊段則根據任務需求，受控制后再入大氣層，飛向目標。其中，靠火箭推進的主動段是比較關鍵的一個環節。對于傳統的空間飛行器軌道估計方法，在對所目標空間飛行器在主動段飛行一段時間內初始位置信息的獲取過程中，傳統的探測方式一般常采用紅外光學探測器進行探測獲取，而它只接收目標的紅外輻射信息，可定向但不能測距，且易受氣候影響與云層干擾，可靠性不夠好，并且其獲取的初始位置信息為隨探測衛星運動的觀測坐標系上的位置信息，這樣就需要進行從觀測坐標系 到基礎坐標系的坐標變換，其變換復雜，運算量大。此外，傳統的空間飛行器軌道估計方法還存在獲取的初始位置信息不夠精確、軌道估計過程中待求變量過多、運算復雜、估計精度不夠高等不足之處。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提出了空間飛行器主動段軌道估計方法。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:空間飛行器主動段軌道估計方法，包括如下步驟:步驟A，利用北斗衛星獲取目標空間飛行器在主動段飛行一段時間內在基礎坐標系下的初始位置信息；步驟B，由于地球公轉周期遠大于空間飛行器的觀測弧段時長，故在短時間內認為該基礎坐標系為慣性坐標系，其不隨地球旋轉，則根據變質量質點的動力學，建立目標空間飛行器在基礎坐標系下的主動段的簡化運動方程:
權利要求
1.空間飛行器主動段軌道估計方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A，利用北斗衛星獲取目標空間飛行器在主動段飛行一段時間內在基礎坐標系下的初始位置信息； 步驟B，根據變質量質點的動力學，建立目標空間飛行器在基礎坐標系下的主動段的簡化運動方程:
全文摘要
本發明提出了空間飛行器主動段軌道估計方法，所述方法利用北斗衛星獲取目標空間飛行器在主動段初始位置信息，建立目標空間飛行器主動段簡化運動方程與分解方程，從而建立其空間飛行器運行軌道的運動方程模型和基于三階多項式表示的空間飛行器運行軌道的估計模型；對所建立的軌道的估計模型進行求解，得出目標空間飛行器在主動段各個時間點的估計位置和估計速度。本發明能對主動段的空間飛行器進行更精確、更可靠、更自主地軌道估計，能為判斷目標空間飛行器的類別與飛行意圖提供更好的信息基礎，該方法簡單易行，實用性極強。
文檔編號G06F19/00GK103226660SQ20131014271
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者李潔, 蔣雪峰, 王正盛 申請人:南京航空航天大學