基于多视线融合的高轨近场感知队形设计

V448.2; 针对高轨卫星近场态势感知(near-field situation awareness,NSA)问题,提出了基于多视线(line-of-sight,LOS)融合的多星协同NSA方案,研究了考虑相对状态估计精度、光照约束等因素的NSA队形设计方法.首先,基于系统状态方程、测量方程,以及扩展卡尔曼滤波算法,构建了多LOS融合的NSA模型;然后,通过理论分析获得了 LOS夹角越趋近90°,目标位置估计误差越小的NSA队形设计准则;进一步考虑光照、有界性相对运动等约束条件,提出了 NSA队形优化策略,并利用罚函数法对由NSA队形优化问题转换得到的非线性规划问题进行求解.数值仿真验证了所...

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Published in系统工程与电子技术 Vol. 45; no. 12; pp. 3984 - 3994
Main Authors 范大伟, 蔡伟伟, 杨乐平, 张润德
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073 01.12.2023
Subjects
multi-spacecraft
non-cooperative target
队形设计
近场态势感知
仅测角
near-field situation awareness(NSA)
多航天器
angle-only
configuration design
非合作目标
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ISSN1001-506X
DOI10.12305/j.issn.1001-506X.2023.12.29

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Summary:V448.2; 针对高轨卫星近场态势感知(near-field situation awareness,NSA)问题,提出了基于多视线(line-of-sight,LOS)融合的多星协同NSA方案,研究了考虑相对状态估计精度、光照约束等因素的NSA队形设计方法.首先,基于系统状态方程、测量方程,以及扩展卡尔曼滤波算法,构建了多LOS融合的NSA模型;然后,通过理论分析获得了 LOS夹角越趋近90°,目标位置估计误差越小的NSA队形设计准则;进一步考虑光照、有界性相对运动等约束条件,提出了 NSA队形优化策略,并利用罚函数法对由NSA队形优化问题转换得到的非线性规划问题进行求解.数值仿真验证了所提出的多LOS融合NSA模型、队形设计准则和NSA队形优化策略的有效性.
ISSN:1001-506X
DOI:10.12305/j.issn.1001-506X.2023.12.29