基于连续同伦算法的天基仅测角初定轨方法

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1、第34卷第5期2015年10月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．34No．5October2015引用格式：刘光明．基于连续同伦算法的天基仅测角初定轨方法[J]．飞行器测控学报，2015，34(5)：453—458．LiuGuangming．Space-basedbearings—onlyinitialorbitdeterminationmethodbasedonhomotopycontinuationtheoryEJ]．JournalofSpacecraftTT&CTechnology，2015，34(5)：

2、453—458．基于连续同伦算法的天基仅测角初定轨方法刘光明(95899部队·北京·100085)摘要：要进一步提高天基短孤初定轨的精度，在观测资料精度较高的情况下，仅考虑二体问题是不够的，还应考虑轨道摄动的影响。因此，基于无摄初轨的单位矢量法原理和矢量斜分解方法，给出了考虑摄动的天基仅测角初定轨单位矢量法。针对天基仅测角观测条件方程组求解过程中易出现遥代不收敛或收敛到平凡解的问题，引入连续同伦算法求解观测条件方程组，提出了单星观测方式下的空间目标天基仅测角初定轨方法，并通过数值仿真算例验证了该算法在较大范围的收敛性和数值稳定性。关键词：空间目标监视；短弧初定轨；

3、仅测角初定轨；单位矢量法；连续同伦算法中图分类号：V412．4文献标志码：A文章编号：1674—5620(2015)05—0453—06I)()l：10．7642／j．issn．1674—5620．2015—05—0453—06Space-BasedBearings—OnlyInitialOrbitDeterminationMethodBasedonHomotopyContinuationTheoryLIUGuangming(PLAUnit95899，Beiiing100085)Abstract：Tofurtherincreasetheaccuracyofshor

4、t’arcinitialorbitdeterminationforhighearthorbitobjects，itisnotenoughtoonlyconsiderthetwo—bodyproblemiftheaccuracyofobservationdataishigh．Theimpactoforbitperturbationhastobealsoconsidered．Basedontheprincipleofunitvectormethodandnon—orthogonaldecomposi—tionmethod，aspace-basedbearings～on

5、lyunitvectormethodtakingintoconsiderationperturbationispresented．Inviewoftheiterativedivergenceandconvergencetotrivialsolutiondisadvantageinthesolvingprocessofspace-basedbearings—onlyobservationequations，homotopycontinuationtheoryisintroducedintoshort-arcinitialorbitdetermi—nation，and

6、aspace-basedbearings—onlyinitialorbitdeterminationmethodforsingle-satelliteobservationmodeisproposedforspaceobjects．Simulationandcomputationalresultsshowthattheproposedmethodfeatureslargescaleconvergenceandnumericalstability．Keywords：spaceobjectsurveillance；short—arcinitialorbitdeterm

7、ination；bearings-onlyinitialorbitdetermination；unitvectormethod；homotopycontinuationtheory0引言空间目标的初轨确定是利用短弧段的观测数据，采用比较简单的动力学模型(一般用二体模型)快速计算出目标在轨运行的初始轨道Ⅲ。与地基观测不同，天基监视受载荷性能、平台轨道周期以及系统工作模式制约，单次测量任务内可能仅能获得数分钟至数十分钟弧段的观测数据，相对于空间目标的轨道周期属于短弧测量‘引。由于短弧测量所能反映的目标运动特性或轨道特征*收稿日期：2015-03—06；修回日期：201

8、5-03—