解决多目标跟踪和雷达测量问题的SME滤波器法

用以在多目标跟踪（ＭＴＴ）时保持规定航迹的对称测量方程（ＳＭＥ）滤波器法，被推广应用于雷达位置测量。ＳＭＥ滤波器的一个主要特性，是在进行目标状态估值时毋需考虑目标／测量关联，从而明显减小了ＭＴＴ计算的复杂性。本文导出三维空间内Ｎ个目标运动情况的ＳＭＥ滤波器，目标的运动包括恒速轨迹左右的随机扰动。假设这Ｎ个目标的球坐标位置（距离、俯仰角和方位角）的噪声测量值为已知，则这项工作的重点将是由球坐标位置值     

直角坐标系中雷达测量方差的两种计算方法

文章提出了依据雷达极坐标测量标准差和采用雷达极坐标测量数据估计直角坐标系中雷达测量方差以及目标位置误差的2种计算方法,分别为依据目标在统一直角坐标系中各坐标分量上的标准差得到目标位置间接测量偏差的标准差法和基于直线航迹线参数估计的统计学方法。结合相关滤波方法进行试验验证表明,这2种方法应用于多雷达加权航迹融合模型中的雷达测量权值动态分配过程中,均取得良好效果,对于卡尔曼滤波器等传统滤波器和多雷达航迹关联算法也具有较高的推广和应用价值。     

近场合成孔径雷达处理器的快速算法

通过在被测频段上的对横向扫描范围内反向散射场的相参积累，可构成一幅雷达图像。这种相参积累可看作是被测数据与聚焦函数的卷积，聚焦函数仅与测量系统的几何配置有关。因此，通过采用快速傅里叶变换技术（ＦＦＴ）计算傅氏域的积，就可以有效地重构目标图像。另外，如果室内合成孔径雷达（ＳＡＲ）测量的几何图形相同，则只须一次性地计算出聚焦算子便可在处理不同数据组时重复使用，从而大大缩短了计算时间。     

"电子篱笆"型空间监视雷达测向数据关联算法

"电子篱笆"型空间临视雷达利用多测站测向数据交叉定位获取空间目标的点迹测量,多目标同时观测时会产生虚假定位点.针对此问题,提出了一种基于空间目标轨道运动特征的测向数据关联算法.该方法利用目标多普勒测量值,结合不同测向数据关联方式下得到的目标空间位置,独立计算出各测站下目标的轨道倾角(称为多普勒倾角).基于各测站计算的轨道倾角差异度,考虑虚警与漏警后构建代价函数,筛选出代价最小者完成测向数据的关联.仿真实验表明,对于绝大多数空间目标,多普勒倾角的计算精度高,数据正确关联概率高,验证了方法的有效性和实用性.     

总相位的测量及其应用

文章提出了一种测量任意线性系统的总相位的方法──双频法，从通常测量值即相位主值计算出总相位。应用此方法实现了单脉冲单通道自跟踪天馈系统的和、差信道的相位匹配；根据这个方法，提出了一种潜在的测速、测距雷达以及微波干涉仪测角的新方法．     

应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位算法

三向测量数据是深空探测器的一类重要观测数据,文章采用不敏卡尔曼滤波(UKF)算法实现了应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位计算,给出了三向测量体制下的观测模型及观测预测值计算方法,建立了动力学及非动力学两种方式下的滤波预测模型。利用嫦娥三号探测器的实测数据对算法进行了有效性验证,结果表明,文章所给出的观测及预测模型建立方法,适用于三向测量数据,动力学建模算法的稳定性与抗野值能力优于非动力学建模算法,但复杂度又高于非动力学建模方法。上述研究结果对深空探测器的定位或定轨计算具有一定的参考价值。     

雷达天线扫描周期精确测量技术研究

雷达天线扫描周期是一项重要的雷达信号战技术参数.首先介绍了该参数的基本测量思路,在研究脉冲族数据分析相关理论的基础上,进一步提出了雷达天线扫描周期脉冲族测量法.该方法可提高雷达天线扫描周期的测量精度和稳定度,并且适合机器进行自动、快速的参数测量,具有较高的可行性.     

空间飞行器交会对接相对位置和姿态的在轨自检校光学成像测量算法

空间飞行器交会对接的最后逼近阶段，通常采用光学成像敏感器来测量跟踪飞行器和目标飞行器之间的相对位置和姿态。考虑到飞行器在轨运行期间，CCD相机受空间环境的影响，其内参数会发生变化的实际情况，提出了一种单CCD在轨自检校光学测量方案，其主要特点是飞行器在执行测量任务时，可同时进行相机内参数的自检校。首先根据严格的中心投影共线条件方程，推导出目标飞行器光学特征点坐标和对应的像点坐标与内参数及相对位置和姿态的严格解析关系；然后建立了内参数及相对位置和姿态的解析表达式；提出了目标航天器上光学特征点的布设要求。通过严格的理论分析和数值仿真，单CCD在轨自检校光学测量方案具有可靠性高、精度高、算法易实现、适应能力强等优点。     

测速定轨的实时算法

基于弹道参数的样条表示理论，本文提出了雷达目标的测速定轨实时算法。算法的关键是通过弹道表示系数的递推计算，由预测量与实际测量量的差别来计算样条系数和确定样条节点。在已有的弹道样条表示基础上，下一时刻的弹道计算有三种情况：用预测值、局部调整校条系数和增加样条节点，给出了在实时计算中采用哪种计算的准则。     

UPF融合处理GPS载波相位及雷达测距数据的方法

针对GPS载波相位以及雷达测距方程的非线性,采用UPF法融合处理载波相位及雷达测距数据,获得高精度的目标飞行轨道参数,克服了测量GPS卫星较少时不能定位等缺点。仿真结果表明,采用UPF法融合处理GPS载波相位及雷达测距数据,能稳健地确定飞行目标的三维坐标分量及三维速度分量,对比EKF等融合方法其定位精度有了很大提高,可以应用在飞行器跟踪测量的数据融合处理中。     

Autonomous navigation of formation flying spacecrafts in deep space exploration and communication by hybrid navigation utilizing neural network filter

Autonomous navigation of spacecrafts is a difficult task, however, which is a must in future deep space exploration. With multiple spacecrafts flying in space, this aim can be achieved by formation flying spacecraft (FFS) utilizing inverse time difference of arrival (ITDOA) and inverse difference Doppler (IDD) methods, which can locate the position of earth-station from one-way uplink signals in the FFS coordinate, and by way of conversion of coordinates, the position of FFS is achieved in earth-centered earth-fixed (ECEF) coordinate. The ability of neural network (NN) filter in navigation to extract position of spacecrafts from random measuring noise of signal arrival time and Doppler shift is studied with different radius of FFS and surveying parameters. The NN filter used by spacecraft group is new way of unidirectional autonomous navigation and is of high precision of hybrid navigation.     

Some useful coordinate systems to discuss the apogee motor firing optimization

This paper introduces five useful coordinate systems to optimize the apogee motor firing of a geostationary satellite. This optimization minimizes the propellant consumption for station acquisition manoeuvres. The coordinate systems used for this purpose must depict the optimization parameters together with the propellant consumption. In order to get the propellant consumption, some relations between parameters are derived and the equipropellant lines (planes) are drawn in the coordinate systems. These coordinate systems are used not only for the optimization of the apogee motor firing but also for the optimization of the station acquisition strategy, the transfer orbit setting and the apogee motor sizing.     

火箭飞行中天球系到星敏系的姿态转换方法

在远程火箭飞行过程中,通过计算天球系到星敏系的旋转四元数,可作为星图模拟的输入数据。本文从坐标系定义出发,首先,完善了基于北京时间的格林尼治恒星时角在工程上的实用算法,根据多次旋转原理,给出了天球系到发射惯性系的姿态转换方法;其次,探讨了发射惯性系到箭体系以及箭体系到星敏系的姿态转换方法;最后,给出算例,通过仿真计算得出结果,验证了方法的可行性。该方法容易理解,根据推导思路也可举一反三,对于星图模拟中姿态的转换具有一定参考意义。     

Optimal low-thrust transfers between close near-circular coplanar orbits

Four types of optimal solutions are demonstrated to exist for transfers (time of flight is not fixed) between close near-circular coplanar orbits. One solution is realized with the help of fixed orientation of the propulsion system (PS) along a transversal in the orbital coordinate system. Another is reached at fixed orientation of the PS in the inertial coordinate system. The third and fourth types of solutions change the PS orientation in the process of executing the maneuver. Regions of existence are established for all types of solutions, and algorithms for determination of parameters of these maneuvers are suggested. The algorithms were used to calculate parameters of the maneuvers of transfer from a launching orbit to a working Sun-synchronous orbit, and to calculate the maneuvers of supporting the parameters of such an orbit in a specified range.     

一种用于快速跟踪视线的空间拦截器姿态控制方法

以空间拦截器的纵轴在中、末制导段要求指向目标的视线，按最小空间角距旋转，作为跟踪目标的姿态定向的假想坐标系，形成本体坐标系相对假想坐标系的误差四元数。由拦截器的转动角速度分量与误差四元数作为状态反馈构造稳态姿态控制的数学模型。为了得到姿态控制所需的变控制力矩，运用PWPF调制器对常值推力姿控发动机的稳态和脉冲工作状态进行调制，构造所谓的“数字变力矩”控制器，实现对姿态的连续控制。仿真计算结果表明，该方法是实际可行的。     

飞行器自主交会对接逼近阶段单台CCD测量方法研究

提出了一种利用单台CCD相机来实现自主交会对接最后逼近阶段的测量与控制任务。通过对安装在目标飞行器上的四个共面编码标志的测量，来实时计算追踪飞行器上CCD相机的外参数。利用求得的相机外参数和已知的坐标系间的转换参数，可以求得追踪飞行器坐标系与目标飞行器坐标系间的转换参数，从而得到两者间的相对位置和姿态系数。本文还通过了一组试验验证了该该法的可行性。     

采用双目视觉测量的行星着陆相对导航方法

针对缺少行星表面陆标位置和探测器初始状态等先验信息情况下行星着陆导航问题,提出一种采用双目视觉测量的行星着陆相对导航方法。首先,利用行星表面陆标的双目视觉测量信息建立相对导航坐标系并计算陆标在相对导航坐标系下的位置,然后利用基于奇异值分解（SVD）的优化方法得到探测器在相对导航坐标系下的初始状态估计,最后利用陆标的视觉测量信息估计探测器在相对导航坐标系下的位置、速度和姿态。以火星着陆为例进行数学仿真分析,仿真结果表明本文提出的方法是有效可行的。     

采用双目视觉的非合作空间目标相对导航与惯性参数辨识方法

针对面向在轨服务的非合作空间目标测量感知问题，提出了一种基于双目视觉的相对导航与惯性参数辨识方法。利用目标表面的特征点建立几何坐标系，并分别设计了姿态测量和相对导航滤波器，实现了目标姿态、角速度、轨道，质心位置与惯量比的高精度估计。在此基础上，通过黏附卫星与非合作目标形成组合体，利用相对导航算法获得的质心位置和惯量比在黏附前后的变化，实现了目标质量和转动惯量的辨识。数值仿真试验证明了算法的有效性。     

MTF对立体测绘高程精度影响研究

MTF（调制传递函数）是反映测绘相机性能的重要指标,研究MTF对测绘高程精度的影响可以对相机的设计指标提出要求,对提高测绘精度具有极其重要的意义。文章通过计算机仿真的方法进行研究,利用3DStudioMax软件构建三维模型与模拟成像、用Harris算子提取图像特征点,并用奇异值分解与最小二乘法进行特征点的匹配,通过前方...