星箭分离前后的联合统计定轨方法

提出了利用星箭分离前后包括对火箭和卫星测量的多测段数据进行统计优化的定 轨方法。在定轨过程中,分别采用了基于单位矢量的状态转移矩阵构造方法和有限差分法来 计算状态转移矩阵,对两种方法的特点进行了分析,并对分段定轨和联合定轨在两种定轨方 法下的计算结果进行了比较。计算结果表明,在星箭分离速度增量与实际情况一致的情况下 ,联合定轨的结果优于分段定轨的结果。在相同测量数据条件下,有限差分法定轨的结果优 于单位矢量法。     

提高航天测量船定轨精度的途径

在“神舟”任务中,航天测量船的定轨精度直接影响着整个地面测控系统的完成质量。 在分析研究测量船误差源对近地近圆轨道确定影响的基础上,提出了提高海上定轨精度急需 解决的问题及研究方向,建立了测速数据的船姿船速修正模型,设计了自适应信息检测 算法,实现了测量船复杂误差的精确仿真并基于次序统计量研究了初轨根数的选优问题。这 些技术的应用使初轨计算半长轴外符合精度提高了3倍,为提高测量船定轨精度发挥了重 要作用。     

卫星入轨段多源测轨数据融合定轨的加权方法

针对卫星发射入轨段遥外测多种不等精度、不同类型的测轨数据放在一起定轨时的合理加权问题,采用基于微分轨道改进基本原理,推导得到适用于不同类测轨数据联合定轨的动力学条件方程,提出了依据不同测量数据均方差确定该测量元素对应的动力学条件方程权重的方法。仿真验算和实战数据检验表明,该方法充分发挥了分布于各种测轨数据中的高精度测元的作用,融合后的定轨精度得到显著提高。     

一种同波束多目标测轨的角度修正方法

为解决船载测控设备对同波束内的非主跟踪扩频目标测轨时测角数据偏差大的问题,剖析了现有设备同波束多目标测轨方法的缺陷,提出了一种基于多目标角误差电压的角度修正方法,根据此方法分析了测控过程中获取的外测数据,对实测角度数据进行了修正和定轨反演验证,通过多目标测角信息传输方式的改进实现测角数据的实时修正,有效提高了同波束多目标飞行轨迹测量精度。     

船载雷达动态滞后误差修正定轨结果变差问题分析

针对测量船在某型号任务中雷达测量数据在修正动态滞后误差后定轨结果变差的问题,阐述了动态滞后误差产生的原因及误差特性,分析了全球定位系统(Global Positioning System,GPS)数据标定定向灵敏度、轴系参数等对定轨结果的影响,梳理了历次任务数据处理情况,通过对测量数据与GPS数据的系统误差、随机误差比对残差分析,逐项排查问题,定位了雷达测量数据在修正动态滞后误差后定轨结果一致性变差的原因,为后续任务动态滞后误差修正提供了依据。     

船载外测设备测速数据的误差修正

针对“远望”号航天远洋测量船对航天飞行器动态测量的特点，分析了影响船载外测设备测速数据的各种因素，提出了对测速数据进行误差修正的设想和思路并给出了误差修正公式；同时用实战任务中的实测数据进行计算，考察了此方法误差修正的效果。计算结果表明，使用经各种误差修正后的测速数据参与初轨计算能有效提高定轨精度。     

同步轨道卫星四站时差统计定轨精度分析

基于卫星通信信号的多站时差测轨是一种重要的新型无源测轨方法,分析其定轨精度对系统 应用具有重要意义。介绍了四站时 差测轨原理与系统组成,提出了基于四站时差测量数据的自校准统计定轨策略,采用计算机 仿真了同步轨道卫星的统计定轨精度。仿真结果表明：当无系统误差时,24 h观测数据统计定轨位置误差约为11 m,预报1周位置误差约100 m;当存在系统 误差时,可用自校准方法同步估计系统误差,系统误差估计精度约为4 m,位置误差约 为120 m,预报1周的位置误差约为200 m。     

分布式测量体制下的船姿数据重构

新一代航天测量船采用的分布式船姿船位测量体制提高了数据的准确性和可靠性，同时也给数据处理与使用提出了更多的需求，比如姿态数据一致性检验、姿态数据联合使用等。为此，提出了一种新的船姿数据重构方法。首先，对集中式与分布式测量机制进行了对比，分析了采用传统数据处理方法解决新需求会产生困难的原因，并指出姿态重构数据的取得将成为解决这些问题的关键；然后，分两个过程对分布式船体姿态测量数据的重构方法进行了推演，并说明了如何使用重构数据去解决新需求；最后，在重构数据本身精度和重构数据对飞行器目标定位精度影响两个方面对该重构方法进行了检验，结果表明使用该方法得到姿态数据满足任务精度指标要求。     

基于锚固站的UT1-UTC预报误差抑制技术

针对导航星座自主定轨中的UT1-UTC预报误差,分析了其对星座定轨的影响,并对预报精度进 行了仿真;给出了基于锚固站的定轨算法,并使用Walker12/3/1星座进行了仿真。结果表明： UT1-UTC预报误差对星座定轨精度影响较大,107 ms的预报误差将引入168 m的星座位置误差 ;引入锚固站后,这一影响被有效抑制,抑制效果随锚固站测量精度的提高而增强。     

基于测量船的实时定轨改进方法

为了适应多目标任务的测定轨需求,进一步提高测量船定轨的时效性,对时间序列 最优定轨方法进行了研究,分析了定轨工作中涉及的飞行动力学模型,对序贯定轨的过程进 行了贝叶斯统计描述。基于工程应用的可行性,采用扩展卡尔曼滤波方法和无迹滤波方法, 并对两者进行了改进,在计算上采用平方根扩展卡尔曼滤波方法和平方根无迹滤波方法,在 定轨模式上,采用一种新的混合定轨方法。改进后的方法在保持精度的基础上提高了滤波 器时间更新效率,模拟数值计算和实战数据验证的结果表明,两种滤波定轨方法均能够在较 短的时间内收敛,并达到预期的定轨精度。     

测量船外测数据的四矢量误差分析方法

航天测量船外测数据处理精度对航天测控具有着重要的意义。针对测量船测量机理复杂的难题,在分析测量船主要误差源的基础上,提出了测量船四矢量误差的概念,并分析了其对航天测量船外测精度的影响。结果表明,设备本身的测量误差是主导因素,船摇测量误差次之,变形测量和船位测量的误差处于较小量级,最后通过实际应用验证了四矢量误差分析的准确性和实用性。     

GPS多普勒差分测速算法

全球卫星定位系统(GPS)多普勒单点测速技术是单GPS天线测姿技术的核心，但其测速精度易受卫星速度误差、卫星钟漂、电离层延迟、对流层延迟以及飞行器位置误差等因素的影响。针对上述问题，提出结合GPS地面基准站卫导观测数据，对机载GPS多普勒观测量进行双差处理，从而得到GPS多普勒双差方程。求解该双差方程，能够有效缓解上述不利因素的影响，得到精度更好的飞行器实时速度。半实物仿真计算结果与跑车实验计算结果都表明多普勒差分测速精度大幅优于多普勒单点测速精度。     

一种改进的机载多普勒雷达目标跟踪算法

针对传统的基于多普勒雷达量测转换的目标跟踪算法只适用于静止雷达的问题,将该算法推广至机载多普勒雷达。在每个递推周期里,首先将机载导航数据转换到东北天坐标系中;然后,将距离量测转换成东北天系下的位置伪量测,由此完成对目标的位置滤波;最后,联合目标位置滤波值及多普勒量测对目标进行运动状态滤波,由此得到目标的位置最终估计值。仿真实验结果表明,改进后算法的跟踪精度优于传统的多普勒雷达目标跟踪算法。     

带多普勒量测的序贯SCKF雷达目标跟踪算法

为提高非线性观测条件下雷达目标的跟踪性能,将序贯处理方法引入均方根容积卡尔曼滤波（SCKF）,提出一种带多普勒量测的序贯均方根容积卡尔曼滤波（SSCKF-D）雷达目标跟踪算法,该算法通过建立伪量测去除径向距离和径向速度量测误差方差之间的相关性。基于SCKF算法,按照量测精确度的高低顺序对方位角、俯仰角、径向距离和伪量测序贯处理。Monte Carlo仿真表明,与SCKF和带多普勒量测的均方根容积卡尔曼滤波（SCKF-D）算法相比,SSCKF-D算法跟踪精度更高,较后者提高20%以上,收敛速度更快,更适用于空间目标跟踪。     

一种靶船航向、姿态测量与定位、授时的方法与实现

讨论了用航向、姿态测量装置实现靶船航向、姿态测量和用GPS接收机实现靶船定位、授时的方法，并互利用它们构建了硬件平台。最后，给出了系统总体设计框图，并对系统功能的实现和工作过程进行了详细介绍。