预警卫星对空间目标定位模型及误差分析

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1、14航天电子对抗第29卷第1期预警卫星对空间目标定位模型及误差分析汪亚夫1，宋伟1，杨晶2(1．解放军电子工程学院，安徽合肥230037；2．中国人民解放军63618部队，新疆库尔勒841001)摘要：预警卫星为了准确估计导弹的一些弹道特性，必须对导弹目标进行准确定位。基于双星交叉定位及多星最小二乘法定位原理，给出了从测量坐标系到地球固定坐标系的转换模型，结合双星定位模型、多星定位模型，对定位误差进行了分析，并利用仿真数据进行验证，得出多星定位要比双星定位效果更好的结论。关键词：定位；误差分析；预警卫星；坐标系中图分类号：TN971+．3；V474

2、．2+7文献标识码：ALocationmodelanderroranalysisofspacetargetlocationbyearly。warningsatelliteWangYaful，SongWeil，YangJin92(1．ElectronicEngineeringInstituteofPI。A，Hefei230037，Anhui，China；2．Unit63618ofPLA，Kuerle841001，Xinjiang，China)Abstract：Inordertoevaluatetheballisticparametersofballi

3、sticmissiles，itisneededtolocatemissilesu—singearlywarningsatellites．Basedonthetheoryofdoublesatelliteslocationandleastsquaremethodlocation，thetransformationmodelfrommeasurecoordinatestoECFcoordinatesisgiven．Combiningdoubleandmoresatelliteslocationmodels，thelocationerrorisanaly

4、zedandsimulated．Simulationresultsshowthatmoresat—elliteslocationismuchbetterthandoublesatelliteslocation．Keywords：location；erroranalysis；early-warningsatellite；coordinates0引言导弹预警卫星对空间辐射目标的探测，属于被动探测，只能得到探测时的方位角及俯仰角信息，无法得到距离信息，因此传统意义上，单星无法对空间运动目标进行定位，若要进行定位或目标运动特性的估计，就需要借助目标运动的先

5、验信息[1]。目前预警卫星系统正在向着低轨、多星的方向发展，卫星数目的增加，使得双星定位和多星定位成为一种可能。本文主要研究双星定位和多星定位的模型，并对定位误差进行分析，为预警卫星的功能研究奠定基础。1坐标系定义及转换模型1．1坐标系定义1)地球固定坐标系(ECF)收稿日期：2012—10—31；2012—12—17修回。作者简介：汪亚夫(1979一)，男，博士，研究方向为效能评估。ECF坐标系坐标原点取地球质心Q；Z轴沿地球自转轴指向北极；X轴位于赤道面上，指向0。经线(即格林尼治子午线与赤道交点)；Y轴位于赤道面上，指向东经90。方向，与x、

6、Z轴构成右手坐标系。ECF坐标系为随地球自转的动坐标系。2)测量坐标系(VVLH)测量坐标系亦称传感器坐标系。VVLH坐标系坐标原点取预警卫星星载传感器S的中心位置0。；z轴取地球质心Q与传感器中心位置0s的连线，指向地球球心0。的方向为正；z轴沿卫星运行轨道的速度方向；Y轴指向轨道面的负法向量。为便于仿真计算，采用STK仿真软件下更加具体的一种测量坐标系ECF—VVLH坐标系，该坐标系用来确定z轴和z轴的卫星位置坐标和卫星速度都是ECF坐标系下的值，而且对于确定的卫星星座系统，某一时刻，卫星的坐标和速度均是已知的。如图1所示。2013(1)汪亚夫

7、，等：预警卫星对空间目标定位模型及误差分析15图1ECF坐标系与ECF_VVLH坐标系示意图1．2坐标系转换模型设云，芪，苞是ECFVVLH坐标系中的单位基向量，舂，西，云是ECF坐标系中的单位基向量，乏，芪，乏三个基向量分别用ECF坐标系下的基向量进行表示，为：f云=k，1云+k。l西+k：1云≮芪=k，2磊+是。2西+矗：2乏(1)l云=k。3磊+k。3西+k．-3云由于￡指向卫星运行的速度方向，所以根据卫星速度(V，，V，，V：)可以求得k，。，k，。，k：。(单位化即可)，同理根据卫星坐标(Sx，S，，S。)可以求得k，。，k。。，k：。(

8、单位化乘以一1即可)，而k，。，k。。，k：。可以根据芪=乏×￡得到(需要单位化)：(2)(3)雠引州㈤2定位模型2．1双