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相似文献
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1.
一种适用于长弧段的初轨计算方法   总被引:3,自引:3,他引:0  
陆本魁  马静远  夏益  张晹 《天文学报》2003,44(4):369-374
根据单位矢量法测轨原理,在人造卫星初轨计算的单位矢量法基础上,给出了一种适用于长弧段的初轨计算方法.该方法既适用于长弧段,也适用于短弧段;适用于各种不同类型的观测资料和任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星;有利于提高初轨测定精度;并改善整个计算收敛性.特别需要指出的是,该方法与有摄初轨计算的单位矢量法相结合,为单位矢量法从初轨计算推广到轨道改进打下了坚实的基础.  相似文献   

2.
林厚源  赵长印 《天文学报》2012,53(3):197-204
在间接法求解小推力轨道计算中,通过先选取合适的性能指标,并对小推力最优控制问题转化为两点边值问题的方程在开普勒轨道附近线性展开,有效增强了协态变量初值收敛性,使得该方法无需对协态变量初值进行反复的随机猜测,迭代过程也不需要人工干预,提高了轨道搜索应用中的计算效率.之后再对性能指标进行迭代优化,可获得逼近于Bang-bang控制的控制方案.  相似文献   

3.
单站单圈测距资料初轨计算的单位矢量法   总被引:2,自引:0,他引:2  
根据单位矢量法测轨原理,在已知轨道面参数i,Ω的前提下,给出了一种适用于单站单圈测距资料的初轨计算方法.计算结果表明,方法是有效的.在没有测角资料或测角资料精度显著低于测距精度的情况下,有应用价值.  相似文献   

4.
利用全球卫星激光测距服务系统(ILRS,International Laser Ranging Service)标准点资料对Ajisai卫星进行精密定轨,残差均方根(RMS)优于3 cm,得到该星的精密轨道.进而对长春站40 cm空间碎片光电望远镜获得的Ajisai卫星的天文定位资料进行精度分析,外符合精度约3″左右.单独利用天文定位数据进行轨道改进,内符合精度优于3″.改进轨道的x、y、z坐标3分量在观测数据覆盖范围内的精度在100 m之内.同样地对Jason-1卫星作数据分析,结果和Ajisai卫星精度相当.分析各个弧段的精度变化,发现定标星个数减少,会导致天文定位精度下降.据此提出可以把最少定标星比例作为评定数据质量的参考指标之一.  相似文献   

5.
利用观测得到的测角资料确定目标星的轨道,具有非常重要的应用价值.为了解决该问题,首先给出了最优化数学模型STSM,其次,利用测角资料进行多项式拟合,给出求解最优化模型STSM所必需的初始值计算方案,再次,对STSM目标函数的性态进行了详细地分析,并据此给出了求解该优化问题的基本方法.最后,将上面的方法付诸实施,进行了大量的仿真计算,并对仿真结果进行了初步地分析.计算结果表明,在一定的精度和稀疏度的限制之下,根据方案使用天基测角数据确定目标星的轨道根数既可行又稳健.  相似文献   

6.
徐兴波 《天文学报》2022,63(4):40-31
考虑周期解的数值延拓问题并提出基于Broyden拟牛顿法来延拓周期解的一种有效算法,先后以布鲁塞尔振子、平面圆型限制性三体问题(Planar Circular Restricted Three-Body Problem, PCRTBP)的周期解为例进行了验证.这里的Broyden方法包含线性搜索、正交三角分解求线性方程组的步骤.对一般的周期解,周期性条件方程组中含有周期作为待延拓参数,可用周期来决定积分时长,将解代入周期性条件得到积分型的非线性方程组,利用Broyden方法迭代延拓直至初值收敛.根据两次垂直通过一个超平面的轨道是对称周期轨道的性质,可采用插值的方法求得再次抵达超平面的解分量,得到周期性条件方程组,再用Broyden方法求解.结合哈密顿系统的对称性和PCRTBP周期轨道的一些分类,对2/1、3/1的内共振周期解族进行了数值研究.最后,对算法和计算结果做了总结和讨论.  相似文献   

7.
尹冬梅  赵有  李志刚 《天文学报》2007,48(2):248-255
同步卫星受到摄动力的影响,它的实际轨道有一点漂移.卫星需要不断的调轨调姿,以保证其正常运行.为了研究卫星在几小时,甚至更短的时间内的轨迹情况,采用短弧段定轨法.用动力学方法进行短弧定轨,分别研究1小时和15分钟定轨并进行比较,目的是为了在同步轨道卫星变轨后,能尽快地为卫星提供精密的预报轨道.此外,在系列短弧定轨后,得到精密轨道系列,为研究轨道变化的力学因素及研究短弧中卫星转发器时延变化规律等提供依据.  相似文献   

8.
田伟 《天文学报》2021,62(2):16-62
作为一颗与地球共轨道的小行星,(469219)Kamo'oalewa是一个具有很高研究价值的近地小天体,也是中国首次小行星探测计划的目标天体之一.针对其轨道特性,建立了兼顾太阳、地球和月球非球形引力作用的小行星动力学模型.并在该模型的基础上,利用国际小行星中心(Minor Planet Center,MPC)提供的2004|2018年间的光学观测数据对该小行星的轨道进行确定.拟合后观测残差的均方根误差约为0:2″(与美国喷气推进实验室的Horizons在线历表系统相当),其中2004年期间数据的观测残差有所改进.最后,对小行星(469219)Kamo'oalewa的轨道误差进行了详细分析,并预报了2020-2025年期间该小行星的轨道误差.  相似文献   

9.
给出了一种基于变比冲核电推进载人飞船探测小行星的轨道优化设计方法.首先基于双脉冲单圈Lambert轨道转移,对地球出发段和返回段进行搜索剪枝,再从两个可行区域中优选最佳飞行路径.设定"推进-滑行-推进"的分段飞行策略,以工质消耗最少为指标,利用混合法优化核电推进飞行轨迹,最后以分段优化参数为初值,基于整体任务约束将全飞行过程转化为非线性优化问题,将各飞行段进行拼接,获得整体参数优化解,并给出了数值和图形结果.  相似文献   

10.
卫星动力学模型误差是客观存在的事实,动力学模型误差传递到轨道确定算法中构成部分形式未知的模型误差,并且与测量系统自身的系统误差和随机误差耦合在一起形成定轨模型误差,严重影响轨道确定精度.详细推导了存在动力学模型误差的轨道改进方程,对模型中能准确描述的部分建立了参数化模型,对不能准确描述的误差部分,建立了非参数模型.构建了部分线性轨道改进模型,利用二阶段估计法和核函数估计法对模型误差进行拟合估计,并在轨道改进中予以补偿.根据数据深度理论,建立了非参数模型误差的深度加权核估计方法,提高了模型误差估计的抗差性.最后结合天基空间目标监视系统进行了轨道确定仿真实验.实验结果表明,模型误差是影响轨道确定精度的重要因素,核函数估计法可以有效估计定轨中的模型误差,窗宽是提高模型估计精度的重要变量,通过深度加权处理可以明显提高核函数估计的抗差性,提高轨道确定精度.  相似文献   

11.
The unit vector method (PUVM1) by which the observed data of artificial satellites are used to determine the perturbed initial orbits has been widely applied. In order to further perfect and improve this method, first, a mathematical model (MMUVM) corresponding to this method is constructed on the basis of measuring errors. In essence, the MMUVM is a nonlinear optimization problem. In the light of the MMUVM, simulated and observed data of multiple circuits are taken to form specific objective functions, which are then processed by means of a direct search method and with of a tri-diagonal quadratic interpolation model for solving optimization problems. The calculated results show that the optimization model MMUVM is right and reasonable and the adopted direct method is practical and effective. Secondly, the relation between PUVM1 and MMUVM is further clarified: PUVM1 is essentially a simplified form of the MMUVM, and the primary reason is found from mathematical principles, why it is that PUVM1 can only be applied to short-arc data within one circuit and not to long-arc or multi-circuit data. Finally, a preliminary theoretical analysis of the convergence of the iteration algorithm of PUVM1 is carried out and instancesof numerical verification given. It is pointed out that the iterative scheme of PUVM1 is conditionally convergent. This means that sometimes, even though the quasi-normalization equation is reasonable, the iteration diverges.  相似文献   

12.
LAGEOS卫星精密定轨及残差分析   总被引:6,自引:2,他引:6  
介绍LAGEOS卫星用卫星激光测距(SLR)资料精密定轨和在精密定轨基础上的残差分析处理.SLR资料的分析处理方法、采用的力学模型和解参数的多少根据目标的不同而不同.对不同的方案进行了详细分析、比较.其关键是对LAGEOS卫星进行精密定轨.得出了目前上海天文台在SLR资料的分析处理中已采用的解算模式.作为例证,该解算模式分析处理了1998年12月31日至1999年6月29日LAGEOS卫星的SLR资料,得到每3天一个弧段的精密轨道.结果显示每3天一个弧段的定轨残差rms都小于2厘米.上海天文台从1999年10月1日开始了全球LAGEOS—l和LAGEOS—2资料的快速分析服务,结果可从APSG的网址:http://center.shao.ac.cn/APSG/result获得.  相似文献   

13.
定点在日-地(月)系L1点附近的探测器的发射及维持   总被引:1,自引:0,他引:1  
侯锡云  刘林 《天文学报》2007,48(3):364-373
在限制性三体问题中共线平动点附近的运动虽然是不稳定的,但可以是有条件稳定的,该动力学特征使得一些有特殊目的的探测器只需消耗较少的能量即可定点在这些点附近(如ISEE-3、SOHO).以日-地(月)系的L1点为例,根据其附近的运动特征,探讨定点探测器的发射与轨道控制问题,给出了相应的数值模拟结果,为工程上的实现提供理论依据.  相似文献   

14.
According to the optimal control theory, the optimal control problem of the low-thrust tra jectory can be converted into a solution of nonlinear two- point boundary-value problem (TPBVP). To solve the TPBVP, the repeated random guesses for the initial costate variables and iterative computations are needed. In order to enhance the convergence of the iterations, we select an appropriate performance index, and then linearize the equations of the TPBVP around a Keplerian orbit. For multi-revolution transfers, instead of the multi- revolution Lambert tra jectory, multiple segmented Keplerian arcs are used to ensure the effectiveness of the linearization. The method is totally automatic with multiple iterations. With this method, we can get the results within 3 ∼ 5 iterations, and the random guess of the initial costates is unnecessary. Finally by the iterative optimization of the performance index, a better control strategy approaching to the bang-bang control is obtained.  相似文献   

15.
考虑地球扁率摄动影响的初轨计算方法   总被引:5,自引:0,他引:5  
刘林  王歆 《天文学报》2003,44(2):175-179
在二体问题意义下的短弧定轨,Laplace型方法是最主要最典型的一种初轨计算方法。若测角资料达到10^-4-10^-5精度(相当于2″—20″之间),那么要使定轨精度达到与其相应的程度,地球非球形引力位中的扁率项摄动应该考虑,在此前提下,同样可以采用相应的Laplace型定轨方法。即给出这种严格包含扁率摄动的初轨计算方法的原理和具体计算过程以及计算实例,除采用多资料定轨方法外,这种方法也是提高初轨计算精度的一种途径,它同样可用于多资料的情况,这种方法对于大扁率主天体(即中心天体)的卫星定轨将更有实用价值。  相似文献   

16.
基于Lambert方程和空间几何知识,给出了适用于空间监视电子篱笆设备稀疏观测资料轨道确定的方法.通过对大量目标的模拟试验表明,该方法确定的初始轨道能使轨道改进收敛,定轨精度优于100米,证明该方法适用于电子篱笆对绝大部分空间目标观测数据的轨道确定.最后讨论了篱笆布站纬度对定轨应用的影响.  相似文献   

17.
基于单站短弧段光学观测的低轨卫星轨道预报算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于单站短弧段的目标跟踪预报技术是保证高精度光电经纬仪在非常规环境下正常跟踪捕获目标的重要途径.构建了基于非线性滤波器的跟踪预报算法,能够在正常情况下为闭环跟踪提供引导数据,同时构建了基于非线性变换的目标预报算法,可以在无有效观测数据情况下为经纬仪提供轨迹引导,保证目标不丢失.证明了非线性滤波在单站短弧段跟踪预报算法中比常规扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)更有效.计算表明,本文设计的非线性滤波器可以作为光学跟踪设备的引导算法,引导精度同经纬仪的随机测量精度等量级,在设备系统误差达到50"时,预报60 s的精度可达到20",仍然满足跟踪设备的视场要求.  相似文献   

18.
When the observational data are not enough to compute a meaningful orbit for an asteroid/comet we can represent the data with an attributable, i.e., two angles and their time derivatives. The undetermined variables range and range rate span an admissible region of Solar System orbits, which can be sampled by a set of Virtual Asteroids (VAs) selected by means of an optimal triangulation [Milani, A., Gronchi, G.F., de' Michieli Vitturi, M., Kne?evi?, Z., 2004. Celest. Mech. Dyn. Astron. 90, 59-87]. The attributable 4 coordinates are the result of a fit and they have an uncertainty, represented by a covariance matrix. Two short arcs of observations, represented by two attributables, can be linked by considering for each VA (in the admissible region of the first arc) the covariance matrix for the prediction at the time of the second arc, and by comparing it with the attributable of the second arc with its own covariance. By defining an identification penalty we can select the VAs allowing to fit together both arcs and compute a preliminary orbit. Two attributables may not be enough to compute an orbit with convergent differential corrections. Thus the preliminary orbit is used in a constrained differential correction, providing solutions along the Line Of Variation which can be used as second generation VAs to further predict the observations at the time of a third arc. In general the identification with a third arc will ensure a well determined orbit, to which additional sets of observations can be attributed. To test these algorithms we use a large scale simulation and measure the completeness, the reliability and the efficiency of the overall procedure to build up orbits by accumulating identifications. Under the conditions expected for the next generation asteroid surveys, the methods developed in this and in the preceding papers are efficient enough to be used as primary identification methods, with very good results. One important property is that the completeness in finding the possible identifications is as good for comparatively rare orbits, such as the ones of Near-Earth Objects, as for main belt orbits.  相似文献   

19.
Based on the Lambert equation and knowledge of space geometry a method of orbit determination is given using the sparse observational data provided by the space monitoring electronic fence device. Our simulated experiment of a large number of targets shows that the initial orbit determined by this method can be improved and can converge to a final accuracy better than 100 m, so proving that the method can be applied to the orbit determination of an overwhelming majority of space targets with the observed data of the electronic fence. Finally, the effect of the latitude of the observing station on the application of the method is discussed.  相似文献   

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