非合作航天器相對(duì)導(dǎo)航與繞飛技術(shù)研究.pdf

1、天基攻防是未來戰(zhàn)爭中不可避免的，其主要體現(xiàn)在對(duì)非合作航天器的電子偵察和干擾，這就使得追蹤航天器需通過相對(duì)導(dǎo)航方法確定目標(biāo)航天器位置，通過軌道轉(zhuǎn)移逼近目標(biāo)航天器并進(jìn)行繞飛機(jī)動(dòng)來完成對(duì)非合作航天器進(jìn)行偵查與干擾。本文針對(duì)非合作航天器的相對(duì)導(dǎo)航、追蹤航天器對(duì)目標(biāo)航天器的軌道轉(zhuǎn)移和繞飛進(jìn)行研究。
　　首先，本文在空間兩航天器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)描述、追蹤航天器對(duì)目標(biāo)航天器的相對(duì)導(dǎo)航、追蹤航天器對(duì)目標(biāo)航天器的軌道逼近及繞飛，總結(jié)并分析了這三方面在國內(nèi)

2、外的研究現(xiàn)狀，針對(duì)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀提出了本文的主要研究內(nèi)容。
　　其次，通過基本的航天理論和質(zhì)點(diǎn)的描述推導(dǎo)了繞飛航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型，針對(duì)模型推導(dǎo)過程中的線性化誤差進(jìn)行仿真并分析，推導(dǎo)并分析了理想情況下，近圓軌道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，并考慮了地球形狀所產(chǎn)生的J2攝動(dòng)近圓軌道下對(duì)繞飛模型的影響。
　　再次，給出了確定非合作航天器位置的基于地基和天基的兩種觀測(cè)方法，針對(duì)基于天基的相對(duì)導(dǎo)航方法進(jìn)行建模，由于觀測(cè)模型的非線性特性，采用擴(kuò)展卡

3、爾曼濾波和無跡卡爾曼濾波兩種濾波方法對(duì)相對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)模型和測(cè)量模型進(jìn)行濾波，與直接利用測(cè)量信息相比，提高了對(duì)非合作目標(biāo)航天器相對(duì)位置、速度的測(cè)量精度，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　最后，基于脈沖機(jī)動(dòng)模型研究了追蹤航天器對(duì)非合作航天器在導(dǎo)引段的軌道轉(zhuǎn)移問題，基于基本的雙脈沖機(jī)動(dòng)策略，給出了等時(shí)間等間距的多脈沖機(jī)動(dòng)策略和基于指數(shù)滑移算法的多脈沖機(jī)動(dòng)策略。結(jié)合最優(yōu)控制理論分析了能耗最優(yōu)的軌道機(jī)動(dòng)問題。根據(jù)追蹤航天器和非合作目標(biāo)航天器的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，討