李兆铭 杨文革 丁丹 王超

(1.装备学院研究生院,北京 101416;2.装备学院光电装备系,北京 101416;3.西安卫星测控中心,西安 710043)



带摄动力拟合的低轨卫星实时定轨STCKF算法

李兆铭1杨文革2丁丹2王超3

(1.装备学院研究生院,北京 101416;2.装备学院光电装备系,北京 101416;3.西安卫星测控中心,西安 710043)

针对低轨卫星实时定轨过程中滤波初值及轨道模型不精确导致定轨精度降低的问题,提出一种带摄动力拟合的强跟踪容积卡尔曼滤波(Strong Tracking Cubature Kalman Filter,STCKF)算法．通过强跟踪滤波(Strong Tracking Filter,STF)的等价表示计算次优渐消因子以在线实时调整增益矩阵,强迫残差序列相互正交,有效降低了对初始状态的敏感性．使用欧拉预测校正法对带J2项摄动的轨道动力学方程进行离散,用多项式拟合函数表示其余摄动力以提高模型精度．仿真结果表明,带摄动力拟合的STCKF算法可以有效提高实时定轨精度,并且降低了定轨精度对滤波初值的依赖．

摄动力;多项式拟合;实时定轨;强跟踪容积卡尔曼滤波;欧拉预测校正法

DOI 10.13443/j.cjors.2016011702

引 言

近年来低轨卫星的数量日益增多,轨道资源愈发紧张,为了提高空间资源利用效率,需要对低轨卫星进行监视、编目和预报．对低轨卫星的监视需要实时确定被测卫星的轨道状态,雷达以其全天时、全天候的工作特点成为空间监视系统中一类重要的传感器[1-2],研究利用其输出的测距、测速和测角数据对低轨卫星进行实时定轨在本质上是一个非线性滤波问题,具有重要的研究价值．

扩展卡尔曼滤波[3](Extended Kalman Filter,EKF)算……