人類航天活動的不斷發(fā)展對衛(wèi)星軌道確定技術(shù)提出了更高的要求。隨著越來越多的人造衛(wèi)星升空,基于地基天基觀測手段的衛(wèi)星測定軌技術(shù)受到了測控站負(fù)擔(dān)過重、運行成本高,衛(wèi)星在軌生存能力差等因素的限制,因此發(fā)展自主的衛(wèi)星定軌技術(shù)已成為未來航天發(fā)展趨勢之一。其中依靠地面遙感圖像的衛(wèi)星自主定軌策略憑借其觀測數(shù)據(jù)易于獲取、測量精度高,方法延展性好、圖像信息量豐富等特點,展現(xiàn)出巨大潛力。本論文即是在上述背景下針對基于地面圖像的衛(wèi)星定軌展開深入研究。主要的研究內(nèi)容如下:1.研究了基于地面特征點圖像的衛(wèi)星自主定軌方案�；谥行耐队皫缀卧�,建立了以焦平面坐標(biāo)為觀測量的定軌觀測模型。之后分別借助擴(kuò)展卡爾曼和無跡卡爾曼濾波構(gòu)建完整的自主定軌算法,并分析了該定軌系統(tǒng)的可觀測性和定軌表現(xiàn)。結(jié)果顯示兩種濾波算法具有相近的定軌表現(xiàn),得到的軌道位置精度在10m左右,速度精度優(yōu)于2cm/s。此外,還探究了晝夜變化、云層遮擋等光照約束,圖像分辨率和姿態(tài)指向精度對定軌結(jié)果的影響。結(jié)果表明,衛(wèi)星的姿態(tài)指向精度對自主定軌性能的影響更為顯著。2.針對遙感通信混合星座,提出了一種結(jié)合地面圖像、測高數(shù)據(jù)和星間測距數(shù)據(jù)的自主定軌策略。首先,借... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

全球海岸線和主要河流分布圖

＇?晰、?１２〇！?ｆ??圖３．?３全球海岸線和主要河流分布圖??對于這些候選的特征景物，并不是當(dāng)其出現(xiàn)在星載相機(jī)的星下點成像范圍??內(nèi)，就表示此時獲取的像片為有效的觀測資料。在實際中還存在一些光照約束??影響有效圖像的獲取。在這里我們主要考慮的光照約束包括兩個方面，其中一??個方面是晝夜光照的影響，這個很容易理解，當(dāng)衛(wèi)星成像區(qū)域處在地球背向太??陽的一側(cè)時，拍攝得到的景物將難以分辨；云層的遮擋是另一個影響圖像獲取??的主要因素，當(dāng)成像區(qū)域被云層遮擋時，衛(wèi)星同樣無法獲取清晰的地面圖像，??仿真中假設(shè)云層遮擋概率為５０％。圖３．４描述了成像視場和光照約束對有效觀測??資料獲取的影響，可以看到有效觀測圖像占所有觀測圖

?８０??ＦＯＶ?（。）??圖３．?４不同視場（ＦＯＶ）和光照條件下的有效圖像占比圖??上面討論了影響有效觀測圖像獲取的因素，而有效觀測資料的獲取最后又??會直接影響定軌結(jié)果，之后的仿真將會對此進(jìn)行詳細(xì)討論。對于地球低軌衛(wèi)星，??其動力學(xué)環(huán)境較為復(fù)雜，仿真中考慮的攝動力包括地球非球形引力，日月三體??引力，太陽光壓，大氣阻力，固體潮，相對論效應(yīng)。表３．２展示了“＼＾〇１＂１￡１＼％以３”??衛(wèi)星軌道高度下各攝動加速度量級的比較結(jié)果。在各攝動力中，由于大氣密度??難以準(zhǔn)確建模，大氣阻力往往是動力學(xué)建模中最主要的誤差來源。因此在仿真??中，我們又加入了?１５％大氣密度模型誤差用以模擬動力學(xué)模型的不準(zhǔn)確性舊３］。??除此之外

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]地月系平動點導(dǎo)航衛(wèi)星星座設(shè)計與導(dǎo)航性能分析[D]. 張磊.南京大學(xué) 2017
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[3]微小衛(wèi)星及其編隊軌道與姿態(tài)一體化確定方法研究[D]. 邢艷軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]基于星載敏感器的衛(wèi)星自主導(dǎo)航及姿態(tài)確定方法研究[D]. 王鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3325144