[發(fā)明專利]基于非線性偏差演化的空間非合作目標(biāo)天基搜索方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910704611.7
• 申請(qǐng)日: 2019-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110442831B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊震;李皓皓;羅亞中;張進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/16
• 分類號(hào): G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 國(guó)防科技大學(xué)專利服務(wù)中心 43202
• 代理人: 王文惠

1.基于非線性偏差演化的空間非合作目標(biāo)天基搜索方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)根據(jù)地面初始測(cè)定軌數(shù)據(jù)，得到天基觀測(cè)平臺(tái)的軌道根數(shù)Ele₀、空間非合作目標(biāo)相對(duì)于天基觀測(cè)平臺(tái)具有一定偏差的粗略相對(duì)狀態(tài)均值m₀與協(xié)方差矩陣P₀，作為天基搜索的初始輸入?yún)?shù)；

2)考慮二階非線性項(xiàng)影響計(jì)算相對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量及狀態(tài)量到僅測(cè)角觀測(cè)量的轉(zhuǎn)移張量，并采用張量積將兩個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量拼接為初始相對(duì)狀態(tài)到終端僅測(cè)角觀測(cè)量的轉(zhuǎn)移張量；

3)基于步驟2)計(jì)算的狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量，將初始相對(duì)狀態(tài)的均值m₀與協(xié)方差矩陣P₀非線性地轉(zhuǎn)換為測(cè)角空間角度量的均值m^J與協(xié)方差矩陣P^J，將相對(duì)狀態(tài)空間的位置誤差橢球轉(zhuǎn)換為測(cè)角空間的角度誤差橢圓；

4)采用螺旋矩形式相機(jī)指向搜索策略，搜索空間非合作目標(biāo)直至目標(biāo)捕獲或者任務(wù)結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非線性偏差演化的空間非合作目標(biāo)天基搜索方法，其特征在于，所述步驟2)的詳細(xì)步驟包括：

2.1)在LVLH坐標(biāo)系中，定義空間目標(biāo)相對(duì)于觀測(cè)平臺(tái)的視線方向與xy平面的夾角為俯仰角從xy平面轉(zhuǎn)向z軸為正，反之為負(fù)；視線方向在xy平面內(nèi)的投影與x軸方向的夾角為方位角A∈(-π,π)，從x軸開(kāi)始沿逆時(shí)針?lè)较蚨攘繛檎辉谏鲜龆x下，觀測(cè)平臺(tái)對(duì)空間非合作目標(biāo)進(jìn)行掃描搜索的觀測(cè)方程Z＝[E,A]^T為：

2.2)計(jì)算相對(duì)狀態(tài)量位置x,y,z、速度v_x,v_y,v_z到僅測(cè)角觀測(cè)量俯仰角E、方位角A轉(zhuǎn)換的一階狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣H¹和二階狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量H²，其中，H¹為2×6的矩陣，H²為2×6×6的張量；

其中，h₁²,h₂²為H²的元素，H²(:,:,i)(i＝1,2)表示二階狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量的第i維子矩陣；

2.3)根據(jù)觀測(cè)平臺(tái)t₀時(shí)刻的軌道根數(shù)Ele₀，考慮二階非線性項(xiàng)影響計(jì)算預(yù)報(bào)相對(duì)狀態(tài)偏差的一階狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣ψ¹(t,t₀)與二階狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量ψ²(t,t₀)，解析非線性的相對(duì)狀態(tài)偏差預(yù)報(bào)方程為

其中，x(t₀)表示初始t₀時(shí)刻的相對(duì)狀態(tài)，x(t)表示任意t時(shí)刻的相對(duì)狀態(tài)，表示張量積運(yùn)算；

2.4)通過(guò)矩陣及張量積運(yùn)算，將步驟2.2)中計(jì)算的狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量H¹、H²和步驟2.3)中計(jì)算的狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量ψ¹、ψ²拼接為初始相對(duì)狀態(tài)到終端僅測(cè)角觀測(cè)量的轉(zhuǎn)移張量，拼接方法如下：

其中，φ¹、φ²分別為初始相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)偏差到任意時(shí)刻僅測(cè)角觀測(cè)量偏差的一階狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和二階狀態(tài)轉(zhuǎn)移張量；i,a,b,α,β為通用指標(biāo)變量，i∈{1,2},a,b,α,β∈{1,2,…,6}，表示張量φ²第i維α行β列的元素；(7)式對(duì)相同指標(biāo)使用愛(ài)因斯坦求和約定，即相同字母標(biāo)號(hào)出現(xiàn)兩次表示對(duì)該字母整個(gè)取值情況求和，但省略求和符號(hào)。