车汝才

北京控制工程研究所，北京100190



基于两步估计的空间非合作目标相对轨道确定方法研究

车汝才

北京控制工程研究所，北京100190

研究运行于椭圆轨道的卫星相对轨道确定问题，适用于配置有非合作测量敏感器的卫星。首先给出了以相对运动状态描述的椭圆轨道相对运动方程(T-H方程)，并给出了解析解;其次根据星间测量几何关系对应的测量方程，提出一种新的基于两步估计的相对轨道确定方法;最后通过数学仿真对算法的有效性进行了验证。

两步估计;非合作目标;相对轨道确定;椭圆轨道;卫星

对空间非合作目标跟踪飞行可以进行实时观测或监视[1]，国外很早就开展了相关研究，如美国XSS系列卫星具有自主交会对接、轨道监视、以及围绕目标近距离机动等能力[2]，美国AeroAstro公司提出的Escort微小卫星能够对空间目标进行在轨监视、逼近等，沿航向对目标进行跟踪飞行并实现三维观测[3]。因此，跟踪空间非合作目标在军事、商业和科学等领域具有广泛的应用前景。

若追踪星能利用星载测量设备完成自主相对轨道确定，则可对在轨自主轨道跟踪或构型保持任务提供重要的依据。利用相对距离、方位角和俯仰角测量信息来确定相对轨道信息，已有很多学者开展了研究，如文献[4-5]分别针对圆轨道C-W方程利用Kalman滤波和EKF算法研究了编队飞行的相对轨道确定问题；文献[6]针对非合作目标相对导航问题提出了粒子滤波算法，但是系统模型都局限于C-W方程；……