[發明專利]一種基于衛星編隊的非合作目標位置速度跟蹤方法

有效

• 申請號: 201811558190.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109709537B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 蒙濤;杜揚欽;金仲和
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜

1.一種基于衛星編隊的非合作目標位置速度跟蹤方法，其特征在于步驟如下：

1)以同軌串行衛星編隊中的兩顆成員星作為測量單元，為這兩顆成員星設定目標星狀態量初始值{X_L0、P_L0、Q_L0、R_L0}，與{X_R0、P_R0、Q_R0、R_R0}；其中X為狀態變量，P為狀態協方差矩陣，Q為系統噪聲方差陣，R為測量噪聲方差陣，L和R分別代表衛星行進方向上的前后兩顆成員星；

2)利用兩成員星攜帶的光學相機對目標成像，提取目標質心坐標

3)根據姿態敏感器測得的衛星本體姿態對目標質心坐標進行修正，得到{u_L、v_L}、{u_R、v_R}；

4)兩成員星通過星間測距獲得基線長度T,根據雙目視覺公式，利用{u_L、v_L、u_R、v_R、T}即可解算目標在衛星軌道坐標系下的相對位置{x_L’、y_L’、z_L’}、{x_R’、y_R’、z_R’}；

5)根據粗測信息修正公式，解算得到精度較高的目標在衛星軌道坐標系下的相對位置{x_L、yL、z_L}、{x_R、yR、z_R}；

6)根據EKF濾波方程，以帶J2攝動項的軌道動力學方程作為系統方程，以衛星軌道坐標系到地心慣性坐標系的轉移矩陣作為觀測方程，從而得到目標在地心慣性系下的位置與速度估計{x_E、yE、z_E、v_EX、v_EY、v_EZ}；

所述的步驟5)中，粗測信息修正公式如下：

式中，x_L’、y_L’為步驟4)解算得到的成員星軌道坐標系下目標相對位置，Δx_R、Δy_R為：

式中，H為衛星編隊軌道高度，Re為地球半徑。

2.根據權利要求1所描述的基于衛星編隊的非合作目標位置速度跟蹤方法，其特征在于：所述的步驟4)中，雙目視覺公式如下：

d＝u_L-u_R

式中，f為兩成員星攜帶的光學相機的焦距，T為星間測距所得的兩星基線長度，d為目標點在兩成員星攜帶的光學相機構成的雙目系統中的視差。