發(fā)布時(shí)間：2017-10-18 18:23

  本文關(guān)鍵詞：兩航天器碰撞預(yù)警中基于卡爾曼濾波的虛警抑制研究

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【摘要】：近年來(lái),由于空間碎片逐漸增多,為保障在軌航天器的安全運(yùn)行,航天器碰撞預(yù)警以及虛警抑制的研究顯得越來(lái)越重要。本文以在近地圓軌道上運(yùn)行的航天器為研究對(duì)象,基于相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型以及濾波方法,研究了航天器與空間目標(biāo)碰撞預(yù)警中虛警抑制途徑。本文首先介紹了C-W方程,C-W方程描述的兩航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程會(huì)隨時(shí)間發(fā)散。由于本文研究軌道高度大致相等的兩航天器,所以可以對(duì)C-W方程進(jìn)行進(jìn)一步的簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)化后的方程并未消除導(dǎo)致發(fā)散的時(shí)間變量一次項(xiàng),而是通過(guò)降低其前面系數(shù)的數(shù)量級(jí)使結(jié)果收斂。然后,在測(cè)量相對(duì)狀態(tài)量時(shí),選擇地基和天基相結(jié)合的方式。針對(duì)不同的非線性觀測(cè)方程,分別用EKF和UKF對(duì)兩空間目標(biāo)之間的相對(duì)狀態(tài)量進(jìn)行估計(jì)。通過(guò)仿真可知,UKF比EKF精度更高而且收斂速度更快。基于簡(jiǎn)化后的C-W方程和以多普勒雷達(dá)為測(cè)量設(shè)備的UKF算法,進(jìn)行濾波更合適。最后,針對(duì)碰撞預(yù)警結(jié)果中可能出現(xiàn)的虛警問(wèn)題進(jìn)行研究。采用不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程預(yù)報(bào)相對(duì)狀態(tài)量的測(cè)量誤差,介紹了一種碰撞概率模型,并在預(yù)警時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行碰撞概率計(jì)算。從相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程、預(yù)警閾值及測(cè)量誤差三個(gè)方面進(jìn)行分析,給出虛警抑制措施,并且分析了初始相對(duì)狀態(tài)量的測(cè)量誤差對(duì)碰撞概率的影響。
【關(guān)鍵詞】：相對(duì)動(dòng)力學(xué)模型 卡爾曼濾波 碰撞概率 虛警抑制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V528
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究的意義8-9
• 1.2 碰撞預(yù)警及虛警抑制國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 濾波方法國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 概率模型國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.4 預(yù)警閾值及虛警抑制國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型16-29
• 2.1 坐標(biāo)系及軌道參數(shù)16-17
• 2.2 兩航天器間相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型17-26
• 2.2.1 C-W方程17-23
• 2.2.2 簡(jiǎn)化的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程23-26
• 2.3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程誤差分析26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 相對(duì)狀態(tài)及誤差估計(jì)29-51
• 3.1 測(cè)量方案29
• 3.2 卡爾曼濾波理論29-38
• 3.2.1 經(jīng)典卡爾曼濾波法29-31
• 3.2.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波法(EKF)31-35
• 3.2.3 無(wú)跡卡爾曼濾波法(UKF)35-38
• 3.3 系統(tǒng)狀態(tài)及觀測(cè)模型38-40
• 3.4 數(shù)值仿真40-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 碰撞預(yù)警中虛警抑制51-71
• 4.1 誤差方差傳播特性51-54
• 4.2 碰撞概率模型54-57
• 4.3 預(yù)警中虛警抑制57-59
• 4.4 數(shù)值仿真59-70
• 4.4.1 仿真算例159-65
• 4.4.2 仿真算例265-68
• 4.4.3 仿真算例368-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 致謝78

【相似文獻(xiàn)】

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1 張鍇;劉薈萃;唐小妹;王飛雪;;非理想特性通道對(duì)MEDLL多徑檢測(cè)虛警的影響研究[A];第一屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2010年

2 王劍英;齊亞斌;;脈沖激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)虛警分析[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（C 激光技術(shù)與應(yīng)用專題）[C];2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張罡;兩航天器碰撞預(yù)警中基于卡爾曼濾波的虛警抑制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 趙智勇;低虛警水聲遙控觸發(fā)系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1056438