本文關(guān)鍵詞：低軌空間目標(biāo)軌道預(yù)報的精度改進及應(yīng)用

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【摘要】：隨著人類航天活動和空間探測技術(shù)的日益發(fā)展,空間目標(biāo)的數(shù)目不斷增長,對軌道預(yù)報和碰撞預(yù)警技術(shù)的研究越發(fā)重要。本項工作在TLE+SGP4軌道預(yù)報模型的基礎(chǔ)上,研究低軌目標(biāo)短期軌道預(yù)報的改進方法,同時提出一種空間目標(biāo)危險交會的分析方法。對軌道預(yù)報誤差的分析表明,空間環(huán)境擾動是引起低軌目標(biāo)較大誤差的重要原因。本項工作提出一種通過空間環(huán)境參數(shù)修正阻力調(diào)制系數(shù),從而改進低軌目標(biāo)軌道預(yù)報的方案。該方案考慮了外推過程中空間環(huán)境擾動引起的大氣密度響應(yīng),能夠更準(zhǔn)確的反映外推過程中大氣阻力對軌道的影響。構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,實現(xiàn)了基于F10.7、Ap的阻力調(diào)制系數(shù)補償計算,結(jié)果表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠及時地對空間環(huán)境進行響應(yīng)；對于地磁擾動期更高時間精度的預(yù)報改進,考察了極光能量注入的應(yīng)用,通過線性回歸方法,建立了半長軸衰減及阻力調(diào)制系數(shù)的修正公式。將該方案應(yīng)用于不同年份、不同軌道高度目標(biāo)的軌道預(yù)報中,平均而言,半長軸和位置的預(yù)報誤差分別降低50%和30%左右。基于軌道預(yù)報的誤差特征,提出了一種基于隨機點模擬的空間目標(biāo)碰撞概率計算方法。與傳統(tǒng)方法相比,考慮了誤差均值的影響,即誤差橢球不再以預(yù)報位置為中心,結(jié)果表明最大時刻碰撞概率不再出現(xiàn)在預(yù)報的最近距離時刻。根據(jù)相對速度假設(shè),進一步提供了過程碰撞概率的計算流程。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了“空間碎片碰撞概率計算與預(yù)警系統(tǒng)”的基本算法,重點解決了軌道異常甄別、誤差橢球參數(shù)生成、危險交會篩選、碰撞概率計算、解體模擬、安全發(fā)射窗口分析這六個系統(tǒng)關(guān)鍵問題。另外,本項工作進行了大氣耦合效應(yīng)中大氣環(huán)流長期變化及電離層擾動的研究：使用小波分析和交叉小波的方法分析了江淮梅雨及西太平洋副熱帶高壓對太陽活動因子的響應(yīng),結(jié)果表明太陽活動與江淮梅雨的相關(guān)性存在南北差異,北部呈現(xiàn)正相關(guān)而南部呈現(xiàn)負相關(guān),西太副高指數(shù)與太陽黑子數(shù)也有較好的相關(guān)性,說明太陽活動影響地球氣候可能存在太陽活動-西太副高-江淮梅雨這樣一條過程鏈；使用滑動均值法研究了強對流期間電離層TEC的擾動,結(jié)果表明強對流期間考查點上空電離層TEC有異常增大現(xiàn)象,通過分析不同高度的垂直運動,探討了對流層-電離層耦合的可能機制。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V412.41
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本文編號：1306684