本文關鍵詞：基于探測數(shù)據(jù)獲取空間碎片軌道參數(shù)方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人類航天事業(yè)的發(fā)展，空間碎片環(huán)境問題日益嚴重，受到人類越來越廣泛的關注。為了保證航天器在軌安全運行，需要設計航天器防護結構，空間碎片環(huán)境模型是設計航天器防護結構的基礎。由于起步比較晚，目前我國還沒有自主研發(fā)的空間碎片環(huán)境模型，導致無法準確評估在軌航天器的碰撞風險。因此，對空間碎片環(huán)境模型的研究有非常重要的意義�？臻g碎片環(huán)境模型的建立主要依據(jù)碎片數(shù)據(jù)庫的建立和建模理論的完善，本文研究基于探測數(shù)據(jù)獲取空間碎片軌道參數(shù)分布方法，并以NaK液滴（鈉鉀液滴）觀測數(shù)據(jù)為例，由NaK液滴觀測數(shù)據(jù)推導了NaK液滴軌道參數(shù)分布。本文的主要研究內容如下： 首先，通過建立波束駐留模式雷達觀測幾何模型和原位探測器探測模型研究不同軌道參數(shù)碎片探測數(shù)據(jù)分布。調研波束駐留模式雷達觀測和天基原位探測建立相應的探測模型，探測模型可以將碎片軌道參數(shù)數(shù)據(jù)轉化為觀測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計不同軌道參數(shù)碎片的模擬探測數(shù)據(jù)得到軌道參數(shù)到探測數(shù)據(jù)分布的條件概率，這是由探測數(shù)據(jù)推導碎片軌道參數(shù)分布的基礎條件。 其次，研究由探測數(shù)據(jù)獲取軌道參數(shù)分布統(tǒng)計推斷方法。分析已有條件，使用貝葉斯統(tǒng)計推斷方法，利用探測數(shù)據(jù)、碎片軌道參數(shù)先驗分布和不同軌道參數(shù)范圍碎片的探測數(shù)據(jù)分布推導碎片軌道參數(shù)后驗分布；討論了碎片軌道參數(shù)先驗分布的確定方法；最后用模擬算例驗證貝葉斯統(tǒng)計推斷由探測數(shù)據(jù)獲取空間碎片軌道參數(shù)的可行性和正確性。 最后，研究NaK液滴空間分布特性。利用NaK液滴雷達觀測數(shù)據(jù)和貝葉斯統(tǒng)計推斷方法推導NaK液滴軌道參數(shù)分布；使用NaK液滴源模型模擬的方法推導NaK液滴時空分布特性；對比兩種方法推導得到的NaK液滴空間分布，結果顯示兩種方法所得NaK液滴軌道參數(shù)分布具有相同的分布特點。 本文通過對空間碎片探測原理的研究，建立波束駐留模式雷達觀測模型和原位探測器探測模型，通過模擬計算可以得到不同軌道參數(shù)碎片的模擬觀測數(shù)據(jù)分布，是后面統(tǒng)計推斷的基礎；將貝葉斯統(tǒng)計推斷應用于空間碎片探測數(shù)據(jù)推導中，用模擬算例驗證了統(tǒng)計推斷方法的可行性和正確性；最后以NaK液滴觀測數(shù)據(jù)為例，推導了NaK液滴軌道參數(shù)分布，并與源模型模擬NaK液滴數(shù)據(jù)對比，兩種方法所得結果吻合的很好，進一步驗證所用方法的正確性。雖然我國目前還沒有波束駐留模式雷達觀測數(shù)據(jù)和天基原位探測數(shù)據(jù)，但對探測數(shù)據(jù)處理方法的研究是十分必要的，因為這是建立空間碎片環(huán)境工程模型數(shù)據(jù)庫的基礎，同時對未來空間碎片環(huán)境的探測實施方案制定具有一定的指導意義。
【關鍵詞】：空間碎片 雷達觀測 原位探測 貝葉斯統(tǒng)計推斷 NaK液滴
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：V528
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-13
• 1.1.1 課題背景10-12
• 1.1.2 研究目的與意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 研究現(xiàn)狀分析17
• 1.3 本文主要研究內容17-19
• 第2章 雷達觀測幾何模型19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 雷達觀測原理19-22
• 2.3 單碎片雷達觀測數(shù)據(jù)22-28
• 2.3.1 計算原理綜述22-23
• 2.3.2 赤緯值23-25
• 2.3.3 探測概率及探測數(shù)據(jù)25-27
• 2.3.4 單碎片觀測數(shù)據(jù)27-28
• 2.4 雷達對碎片群觀測數(shù)據(jù)28-35
• 2.4.1 Haystack雷達正東觀測模式28-32
• 2.4.2 Haystack雷達正南觀測模式32-35
• 2.5 本章小結35-36
• 第3章 天基原位器探測模型36-53
• 3.1 引言36
• 3.2 天基原位探測器探測原理36-38
• 3.3 單碎片探測器探測數(shù)據(jù)38-46
• 3.3.1 探測器幾何參數(shù)38-39
• 3.3.2 碰撞概率39-43
• 3.3.3 相對碰撞速度43-45
• 3.3.4 有效暴露面積45
• 3.3.5 單碎片模擬探測45-46
• 3.4 探測器對碎片群模擬探測46-52
• 3.4.1 近地點高度影響47-49
• 3.4.2 軌道傾角影響49-50
• 3.4.3 軌道偏心率影響50-52
• 3.4.4 探測數(shù)據(jù)影響總結52
• 3.5 本章小結52-53
• 第4章 探測數(shù)據(jù)處理中統(tǒng)計推斷方法53-71
• 4.1 引言53
• 4.2 探測數(shù)據(jù)處理中統(tǒng)計推斷問題描述53-54
• 4.2.1 雷達探測數(shù)據(jù)53-54
• 4.2.2 天基原位探測數(shù)據(jù)54
• 4.3 離散貝葉斯推斷模型54-56
• 4.3.1 貝葉斯方法介紹54-55
• 4.3.2 貝葉斯統(tǒng)計推斷基本公式55
• 4.3.3 貝葉斯統(tǒng)計推斷計算流程55-56
• 4.4 貝葉斯統(tǒng)計推斷應用56-70
• 4.4.1 雷達觀測數(shù)據(jù)處理中的應用56-60
• 4.4.2 雷達觀測數(shù)據(jù)處理實例60-64
• 4.4.3 天基原位探測數(shù)據(jù)處理中的應用64-65
• 4.4.4 天基原位探測數(shù)據(jù)處理實例65-70
• 4.5 本章小結70-71
• 第5章 NaK液滴空間分布特性71-80
• 5.1 引言71
• 5.2 NaK觀測數(shù)據(jù)處理71-72
• 5.2.1 NaK液滴數(shù)據(jù)獲取71
• 5.2.2 NaK液滴軌道參數(shù)推導71-72
• 5.3 NaK液滴源模型模擬72-77
• 5.3.1 NaK液滴來源73-74
• 5.3.2 NaK液滴泄露事件建模74-76
• 5.3.3 NaK液滴演化建模76-77
• 5.4 NaK液滴軌道分布77-78
• 5.5 本章小結78-80
• 結論80-82
• 參考文獻82-87
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果87-89
• 致謝89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王海福;余慶波;劉有英;;空間碎片碰撞風險評估系統(tǒng)[J];北京理工大學學報;2008年12期

2 李春來,歐陽自遠,都亨;空間碎片與空間環(huán)境[J];第四紀研究;2002年06期

3 宋正鑫;胡衛(wèi)東;陶勇;郁文賢;;基于雷達波束籬笆的空間碎片數(shù)量的置信區(qū)間估計[J];國防科技大學學報;2008年02期

4 龔自正;李明;;美俄衛(wèi)星太空碰撞事件及對航天活動的影響[J];航天器環(huán)境工程;2009年02期

5 宋正鑫;胡衛(wèi)東;陶勇;郁文賢;;雷達波束駐留模式下空間碎片數(shù)量的置信區(qū)間估計[J];空間科學學報;2008年02期

6 龔建村;劉四清;師立勤;陳趙峰;;空間環(huán)境天基探測現(xiàn)狀與需求分析[J];空間科學學報;2009年03期

7 楊旭;劉靜;吳相彬;王榮蘭;于友成;王人冬;張耀;李大衛(wèi);;利用TLE數(shù)據(jù)分析LEO衛(wèi)星軌道異常的新方法——綜合判據(jù)法[J];空間科學學報;2011年02期

  本文關鍵詞：基于探測數(shù)據(jù)獲取空間碎片軌道參數(shù)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：303901