基于双星定位系统的两类联合

对于基于双星定位系统的近地卫星精密定轨而言,定位星的轨道误差成为制约近地卫星定轨精度的瓶颈,一般采取定位星与用户星联合定轨策略来改善用户星的定轨精度.为此讨论了仅仅利用星间相对测量信息的自主定轨的亏秩问题,然后从测量几何关系的距离和测距数据2个不同角度建立了基于双星定位系统的近地卫星联合定轨模型,并对两类模型的等价性进行了分析和证明.     

基于双星定位系统的两类联合定轨模型及其等价性分析

对于基于双星定位系统的近地卫星精密定轨而言,定位星的轨道误差成为制约近地卫星定轨精度的瓶颈,一般采取定位星与用户星联合定轨策略来改善用户星的定轨精度。为此讨论了仅仅利用星间相对测量信息的自主定轨的亏秩问题,然后从测量几何关系的距离和测距数据2个不同角度建立了基于双星定位系统的近地卫星联合定轨模型,并对两类模型的等价性进行了分析和证明。     

基于样条模型的联合定轨精度分析及仿真

考虑到基于双星定位系统的近地卫星联合定轨待估参数的时间相关性,提出了1种基于样条参数模型与动力学模型相互融合的联合定轨节省参数建模新方法,并基于传统联合定轨算法进行了具体的改进算法设计。理论分析和仿真计算表明,与传统联合定轨方法相比,该方法减少了待估参数个数,提高了轨道表示精度,并且使估计结构更加稳定,估计精度也得到了一定程度的提高。     

样条模型在近地卫星精密定轨仿真中的应用

考虑到基于双星定位系统的近地卫星精密定轨待估参数的时间相关性,该文提出一种基于卫星离散状态信息和样条模型的近地卫星精密定轨节省参数建模新方法,构建了基于三次标准B样条模型的近地卫星轨道参数和系统误差估计模型,在传统精密定轨数值算法的基础上设计了针对样条待估参数的改进融合算法,并通过仿真产生距离和观测数据进行了近地卫星精密定轨仿真实验。理论分析和仿真计算结果表明,与传统精密定轨数值方法相比,该方法可以在有效避免法化矩阵的复共线性问题的前提下获得较好的定轨精度,而且该算法具有计算量小,计算速度块,稳健性好等特点。     

基于多模型半参数非线性回归模型的外弹道节省参数估计

双星定位系统的应用是外弹道估计中的一种发展趋势。文章给出基于双星、光雷的联合测量模型,建立基于半参数回归的外弹道节省参数估计模型;给出基于半参数回归的外弹道节省参数估计算法及计算步骤,并从理论上分析了基于半参数回归的外弹道节省参数估计算法能有效地消除非线性因素对参数估计性能的影响,其估计精度优于经典的节省参数建模方法,并通过仿真得到：该算法确实有效。     

组合大视场星敏感器卫星自主定轨中太阳摄动

目前,国际上卫星自主轨道确定已受到了极大的关注,卫星定轨向高精度、高自主性方向发展.自主定轨方法多种多样,获取定轨信息的方法与自主定轨测量设备紧密联系在一起.就组合大视场星敏感器卫星自主定轨方法,建立了太阳引力摄动下的广义卡尔曼滤波模型,且进行了计算机仿真;通过对不同初始轨道高度情况的计算机仿真,给出了太阳引力对卫星轨道的影响;通过对东方红三号(DFH-3)卫星进行仿真和结果对比,说明了该自主定轨方法、所建滤波模型和算法的有效性.     

GPS卫星跟踪数据的建模与仿真研究

根据卫星动力理论,建立了GPS卫星和低轨卫星的运动模型,再根据GPS定轨定位理论,建立了GPS跟踪数据的观测模型.最后在上述模型的基础上,提出了利用IGS数据产品进行低轨卫星以及地面观测站的GPS跟踪数据仿真的方法,并编制了相应的仿真程序.仿真结果表明文中的仿真方法能达到较高的精度,这对于论证搭载GPS的低轨卫星的定轨方案,评价其精密定轨算法,测试GPS数据处理软件,以及验证和比较GPS数据处理算法都具有较高的应用价值.     

联合定轨测量组合系统误差参数估计算法

研究航天器数据测量,针对联合定轨距离和测元上可能存在的组合系统误差特性,在讨论各种典型系统误差诊断方法与参数估计算法的基础上,为了提高系统定轨精度.提出了一种摹于奇偶方程的测量组合系统误差诊断识别方法,建立了联合定轨测量组合系统误差的参数估计算法.理论分析和仿真计算结果表明,提出的方法能够实现对联合定轨距离和测元上的多种类型的组合误差进行检测与参数估计,并取得满意结果.     

UKF算法在星载GPS低轨卫星定轨中的应用

对于扩展卡尔曼滤波在非线性系统中由于线性化过程引入了线性化误差,从而导致滤波器性能下降甚至造成滤波发散的情况,利用Unscented卡尔曼滤波器对非线性系统进行直接滤波,该方法无需对非线性系统进行线性化,避免了线性化误差。并将该算法用于星载GPS低轨卫星定轨中,建立了仿真模型,在初始条件相同的情况下,与EKF算法仿真结果相比较,结果表明在一定观测噪声水平下,UKF定轨结果更准确,定轨精度更高。     

多模卫星导航星载终端仿真平台设计

高分辨率卫星的大成像幅宽、多成像模式、多时空协调、全天候、全天时对地观测需求对卫星高精度高稳定度姿态控制技术、高精度卫星定轨技术提出了极高的要求。为确保卫星定轨精度指标达到设计要求,并提高对卫星定轨技术的分析能力,提出了搭建多模式精密定轨半物理仿真验证系统,在地面用卫星导航星载终端仿真平台模拟各种星载导航设备。提前开展仿真验证工作,减少星载导航设备在轨飞行风险,提高可靠性。提出一种多模卫星导航定轨星载终端仿真平台的设计方法,整机设计包括导航板、接口板。实测表明,该仿真平台重约1.5kg,尺寸220mm×140mm×70mm,功耗约20W,兼容处理GPS L1/L2、BD2 B1/B2/B3等信号,模拟星载导航设备在高动态条件下定位、定轨、授时的性能,提供精密定轨所需要数据,为星载导航设备精密定轨仿真验证提供了新的思路。     

Magnetic Attitude Control System for Low-Earth Orbit Satellites

A small spacecraft (SC) under consideration is intended forperforming a scientific mission on the low-Earth orbit for a long time(a year or more). A control system of the SC provides the constructionof regime of three-axis orientation of the SC in the orbital coordinatesystem and the stabilization of that regime, and must be autonomous,low-weight and low-cost. The magnetic control system that consists ofthe information subsystem based solely on three-axis magnetometermeasurings and the magnetic actuators satisfies in the best wayrequirements mentioned above. Such system can estimate both orbitalmotion parameters and attitude ones of the SC. But the absence of theadditional instruments and damping devices complicates the estimationsince the range of initial conditions uncertainly is wide and theproblem of estimating becomes essentially nonlinear. To get over thesedifficulties a recursive state estimation algorithm with enhancedconvergence is proposed. The magnetic control moment is synthesized bythe vector function Lyapunov method.     

空间飞行器轨道仿真验证反演方法研究

对空间飞行器轨道进行仿真验证,是轨道方案设计与性能评估的重要途径之一,其可信性在模型验证与确认中具有重要作用。基于轨道仿真序列图像的空间飞行器轨道验证反演方法,通过对不同高度类型的空间飞行器轨道进行可视化建模与仿真,把得到的仿真图像序列与成像系统参数相结合,计算出空间飞行器测角坐标,然后通过空间关系分析,构建关于真平均运动角速度与视平均运动角速度的约束方程,把对空间飞行器轨道运动状态参数的解算,归结为根据轨道仿真图像序列计算空间飞行器测角坐标和根据测角坐标确定观测斜距,解决了利用图像数据进行非合作空间飞行器轨道反演验证过程中轨道初始参数的确定问题。     

中文语音确认中子词置信度性能的研究

本文提出了一种基于最小分类错误准则(MCE)的子词权重参数估计算法,通过MCE训练得到子词的权重系数。子词对词级置信度贡献量的研究表明: 韵母的确认能力显著好于声母,在置信性能方面比声母更加稳定和可靠,区分能力优于声母。在130个关键词的关键词检测系统实验表明,采用不同子词贡献权重比等贡献权重时等错误率下降3.05%。     

基于Hermite的SAR卫星轨道插值干涉测量应用研究

合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)卫星轨道参数是干涉测量技术中影像配准、基线估算、平地相位去除等环节的重要参数,但部分SAR卫星轨道参数采样间隔较大,导致干涉测量过程中产生残余相位,发生较大的系统误差;利用MTALAB编程工具,对卫星原始轨道状态矢量进行了埃尔米特插值法拟合,等距插值计算后,发现可以缩小轨道参数采样间隔,提高干涉测量精度;以覆盖巴姆地区的Envisat卫星为例,分别获取了基于粗轨、埃尔米特插值轨道参数和代尔夫特精密轨道参数得到的干涉测量图,定性判断出埃尔米特插值法可有效提高SAR卫星轨道精度;再以覆盖陕西地区的AOLS卫星为例,插值轨道矢量采样间隔分别为10秒、5秒、2秒,发现间隔为5秒时相干性最优;结果表明：采用埃尔米特插值法可有效增加SAR卫星轨道状态矢量数量,消除系统误差,提高干涉测量精度。     

Identification of non-linear parametrically varying models using separable least squares

In this paper a novel identification algorithm for a class of non-linear, possibly parameter varying models is proposed. The algorithm is based on separable least squares ideas. These models are given in the form of a linear fractional transformation (LFT) where the ‘forward’ part is represented by a conventional linear regression and the ‘feedback’ part is given by a non-linear map which can take into account scheduling variables available for measurement. The non-linear part of the model can be parameterized according to various paradigms, like, e.g. neural network (NN) or general nonlinear autoregressive exogenous (NARX) models. The estimation algorithm exploits the separability of the criterion used to estimate the parameters. When using a NN, it is possible the explicit computation of the Frechet derivative needed to implement a separable least square algorithm.     

一类回归轨道随机生成算法实现

不同的卫星应用系统对轨道设计提出了不同的要求.文中提出的算法,能够自动生成卫星轨道参数,保证回归轨道卫星过顶地面某指定区域时,位于轨道的近地点,以满足卫星近地探测、侦察的一类仿真应用需求.该算法通过已知的近地点星下点坐标和随机的升交点经度确定出轨道面的空间位置;通过回归周期和近地点卫星高度确定出轨道形状和大小,进而求得满足条件的轨道方程.该算法在VC 中得到实现.文章最后给出了一个验证算法,通过输出数据和卫星星下点轨迹图验证了原算法.实践表明,文中提出的算法有效地支持了整体系统的仿真.     

航天器姿轨耦合非线性同步控制

研究航天器飞行稳定控制建模问题。航天器动力学模型的精确建立,要求采用单独建立轨道或姿态的模型无法满足任务高精度要求,从非线性相对轨道动力学方程和修正罗德里格斯参数(MRP)表示的姿态运动学方程出发,建立了航天器六自由度的相对耦合动力学方程。为了给出姿轨运动的基准,分别设计了航天器理想姿态和椭圆加指数接近轨道。针对耦合非线性动力学方程设计了非线性同步控制律,并通过Lyapunov证明闭环系统的全局渐近稳定性。通过仿真结果可以看出,非线性同步控制算法能使轨道和姿态误差逐步趋于零,为航天器姿轨耦合设计提供了依据。     

A prediction-error and stepwise-regression estimation algorithm for non-linear systems

The identification of non-linear systems based on a NARMAX (Non-linear AutoRegressive Moving-Average model with exogenous inputs) model representation is considered, and a combined stepwise-regression/prediction-error estimation algorithm is derived. The stepwise-regression routine determines the model structure by detecting significant terms in the model, while the prediction-error algorithm provides optimal estimates of the final model parameters. Implementation of the algorithms is discussed in detail, and several simulated examples and industrial applications are included to illustrate that parsimonious models of non-linear systems can be identified using the algorithm.