[發(fā)明專利]一種基于星群無源感知的非合作目標機動檢測及跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211066219.2
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115143971B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發(fā)明（設計）人: 龔柏春;王子文;李爽;廖文和
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24;G06T7/20;G06T7/70;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.一種基于星群無源感知的非合作目標機動檢測及跟蹤方法，包括星群和目標衛(wèi)星，其中星群又包括從星和主星，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立星群對目標衛(wèi)星的觀測模型，基于觀測模型得到觀測量，式中angle、baseline分別表示目標衛(wèi)星相對于星群的角度以及星群衛(wèi)星的基線；

步驟2，建立基于線性化C-W的星群相對運動動力學模型X_k，表示k時刻下目標衛(wèi)星相對于星群衛(wèi)星的狀態(tài)；

步驟3，基于所述觀測模型z得到濾波器新息Δz，結合所述動力學模型，分析未發(fā)生機動時目標衛(wèi)星k時刻的濾波器新息Δz_k滿足正態(tài)分布，具體的，

其中，Δz_k為k時刻的濾波器新息，H_k為觀測模型在k時刻對X_k的估計值的偏導矩陣，·2表示矩陣的各元素平方，與分別表示狀態(tài)估計、模型誤差與測量誤差在k-1時刻的方差，N表示均值為0的正態(tài)分布；

步驟4，為k時刻的濾波器新息Δz_k添加滑窗，通過滑窗求取滑窗內的新息序列的平均值得到新息滑窗均值并基于濾波器新息Δz_k的概率分布獲取新息滑窗均值的概率分布；

步驟5，對新息滑窗均值進行歸一化處理得到歸一化的檢測量：

其中，m表示觀測量元素的序號，n為星群中從星個數(shù)，χ_κ,m表示κ窗口下第m個觀測量元素的歸一化檢測量，表示第m個元素的方差；對該檢測量采用最大概率分布以表示目標進行機動的事件M的發(fā)生概率；設定的值以獲得目標機動的檢測門限值ξ，基于檢測門限值ξ判定目標衛(wèi)星是否產生機動，當判斷為產生機動時進入步驟6，反之，則進行下一滑窗窗口的機動判斷；

步驟6，基于歸一化的檢測量中數(shù)值最大的分量對濾波器協(xié)方差矩陣大小進行矯正，用于k+1時刻的機動檢測，具體的，矯正濾波器協(xié)方差矩陣大小具體為：其中，χ_κ,i表示κ窗口下數(shù)值最大的檢測值分量，表示機動后未進行協(xié)方差矯正的協(xié)方差，然后返回步驟3。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于星群無源感知的非合作目標機動檢測及跟蹤方法，其特征在于，步驟1中的觀測模型為：其中z為觀測模型，angle、baseline分別表示目標衛(wèi)星相對于星群的角度以及星群衛(wèi)星的基線，具體為：angle＝[α_c β_c α₁ β₁ α₂ β₂… α_n β_n]^T，

其中，α、β分別表示星群衛(wèi)星對目標的方位角與俯仰角，R_i，i＝1,2,…,n為星群從星在主星的軌道坐標系下的位置，下標c為星群主星編號，下標1,2,…,n為星群中從星的編號。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于星群無源感知的非合作目標機動檢測及跟蹤方法，其特征在于，步驟2中動力學模型具體為：

X_k＝ΦX_k-1+U_k-1+W_k-1

其中，

φ為C-W方程中的狀態(tài)轉移矩陣、G為C-W方程中的控制矩陣，u_k-1為目標的相對星群主衛(wèi)星的機動，ω_k-1為動力學誤差噪聲，1_n+1×1為元素為1的向量。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于星群無源感知的非合作目標機動檢測及跟蹤方法，其特征在于，新息滑窗均值的概率分布為：

其中，為新息滑窗均值，κ為窗口數(shù)，為窗口長度，