【摘要】： 本文主要研究低軌衛(wèi)星實時定軌問題的非線性濾波方法。實時定軌任務(wù),要求在短時間內(nèi),提供較為精確的衛(wèi)星軌道狀態(tài)參數(shù)。經(jīng)典的擴展卡爾曼濾波(EKF)方法盡管應(yīng)用非常廣泛,但是其線性化近似的弊端在處理非線性問題時體現(xiàn)得尤為明顯,而Unscented Kalman Filter(UKF)作為一種新的非線性估計方法,受到越來越多的關(guān)注。 本文以EKF為基本方法,重點研究UKF在低軌衛(wèi)星實時定軌中的應(yīng)用,著力探索實時高精度的定軌技術(shù)。全文主要工作如下: 1.非線性濾波進展的研究 通過比較各種常用濾波方法的性能,總結(jié)出適合于衛(wèi)星實時定軌的濾波方法,重點關(guān)注UKF濾波的發(fā)展情況。 2.基于EKF的定軌方法研究 從Bayes統(tǒng)計濾波原理出發(fā),研究近似最優(yōu)濾波的EKF算法,通過改變觀測方程,得到簡化Jacobian矩陣的改進EKF算法,然后將其應(yīng)用于低軌衛(wèi)星實時定軌的仿真實驗中。 3.基于UKF的定軌方法研究 研究UKF的基本原理,將比例UT變換應(yīng)用于最小偏度單形采樣策略,得到計算量最小的UKF算法,仿真實驗表明該算法高效穩(wěn)定。 4.比例UT變換中的參數(shù)選取問題研究 分析比例因子的影響,提出一種自適應(yīng)的參數(shù)選取方案,將其嵌入到UKF算法中,仿真實驗表明該取值方案適用性好,定軌效果與最佳固定比例因子的UKF相當(dāng)。 衛(wèi)星實時定軌問題的主要矛盾是定軌精度與計算量之間的矛盾,如何平衡這兩項指標(biāo),找到滿足定軌要求的定軌方法是本文致力解決的問題。仿真實驗結(jié)果表明,對于弱非線性系統(tǒng)的定軌問題EKF與UKF精度相當(dāng),前者計算量小,算法實現(xiàn)稍顯復(fù)雜,后者計算量略高,算法易于實現(xiàn);對于強非線性系統(tǒng)的定軌問題,UKF較EKF精度高,本文的改進算法使得UKF結(jié)果更加穩(wěn)定可靠。因此,對于具體的問題,應(yīng)該根據(jù)定軌任務(wù)要求和定軌條件,選擇更好的定軌方法。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：P135

【引證文獻】

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1 衛(wèi)志農(nóng);孫國強;龐博;;無跡卡爾曼濾波及其平方根形式在電力系統(tǒng)動態(tài)狀態(tài)估計中的應(yīng)用[J];中國電機工程學(xué)報;2011年16期

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1 崔壯平;基于多傳感器的吸塵機器人避障技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 劉洋;一種基于UKF的地球衛(wèi)星自主導(dǎo)航算法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 郭雪姣;非線性濾波算法研究及其在衛(wèi)星高精度定軌中的應(yīng)用[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

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本文編號：2679306