基于自适应SRCKF的空间非合作目标实时轨道确定

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1、第35卷第6期2016年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．35No．6December2016引用格式：徐广德，苟仲秋，张柏楠．基于自适应SRCKF的空间非合作目标实时轨道确定[J]．飞行器测控学报，2016，35(6)：457—462．XuGuangde，GouZhongqiu，ZhangBainan．AnimprovedadaptiveSRCKFalgorithmfornon-cooperativetargetorbitdeterm

2、inationEJ]．JournalofSpacecraftTT8LCTechnology，2016，35(6)：457—462．基于自适应SRCKF的空间非合作目标实时轨道确定。徐广德，苟仲秋，张柏楠(中国空间技术研究院载人航天总体部·北京·100094)摘要：针对天基测角对非合作目标跟踪定轨的动力学模型简化误差问题，提出一种基于非线性预测滤波和SRCKF(SquareRootCubatureKalmanFilter，平方根容积Kalman滤波)的自适应滤波方法。采用考虑地球，2摄动影响的轨道

3、动力学模型作为状态方程，在跟踪滤波过程中，用NPF(NonlinearPredictiveFilter，非线性预测滤波)对动力学模型进行实时修正，利用SRCKF对修正后的动力学模型进行状态估计。将该方法应用于高轨航天器对非合作低轨目标的实时测角定轨任务中，进行数字仿真，仿真结果证明，该方法相比传统的滤波方法具有更高的精度、更强的鲁棒性和稳定性。关键词：非合作目标；天基测角定轨；模型补偿；非线性预测滤波(NPF)；自适应平方根容积Kalman滤波(ASRCKF)中图分类号：V412．4+1文献标志

4、码：A文章编号：1674—5620(2016)06—0457—06DOI：10．7642／j．issn．1674—5620．2016-06—0457—06AnImprovedAdaptiveSRCKFAlgorithmforNon—CooperativeTargetOrbitDeterminationXUGuangde，GOUZhongqiu，ZHANGBainan(ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094)Abstract：Anovelfilter

5、ingalgorithmfororbitdeterminationofnon-cooperativetargetisproposedtOcopewiththesimplifieddynamicmodelerrorproblem．ThealgorithmisbasedonNonlinearPredictiveFilter(NPF)andSquareRootCubatureKalmanFilter(SRCKF)andiscalledAdaptiveSquareRootCubatureKalmanFi

6、lter(ASRCKF)．Inthefilteringprocess，NPFisusedtOmodifytheorbitdynamicmodelwhichtakesintoaccountJ2perturbationandSRCKFtakestherevisedmodelforstateestimation．SimulationresultsoftheapplicationtoGeostationaryEarthOr—bit(GEO)spacecraftorbitdeterminationofno

7、n-cooperativeLowEarthOrbit(LEO)targetsshowthatthepro—posedalgorithmhashighertrackingprecision，strongerrobustnessandstabilitythantraditionalfilter．Keywords：non-cooperativetarget；spacebasedorbitdetermination；revisedmodel；NonlinearPredictiveFilter(NPF)；

8、AdaptiveSquareROOtCubatureKalmanFilter(ASRCKF)0引言对空间目标跟踪测定轨分为地基和天基2种方式。天基测定轨克服了地面测站的限制，可以不受天气、国界的影响，可监控范围覆盖广，测量资料包括距离、距离变化率、角度、角度变化率，其中测角资料是最容易获得的，已有文献证明仅测角对空间目标跟踪定轨是可观的[1。2]。对空间目标尤其是非合作目标跟踪定轨在空间目标监视、态势感知等领域具有广阔的应用前景[3。4]，国内外学者对此展开了广泛的研究[5。11

9、。天基测角实时