单星对卫星无源定轨方法的UKF仿真分析

"这篇论文探讨了单星对卫星无源定轨的方法，即在不依赖于信号发射的情况下，仅利用角度信息对卫星进行定位。作者李辉和周彩根来自北京邮电大学计算机科学与技术学院，他们选择了UKF(无迹卡尔曼滤波)方法进行算法实现，并对仿真结果进行了分析。此方法适用于低轨侦察卫星的实时侦察和定位，尤其在面对具有变轨能力的军用侦察卫星时，无源定轨技术具有重要价值。文章指出，仅测角方法是利用相对容易获取的角度观测数据进行定轨，简化模型为无摄动的二体问题，并在J2000.0地心惯性坐标系中进行描述。轨道参数包括长半轴、轨道离心率、轨道倾角等，这些参数共同决定了卫星的轨道特性。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **无源定轨**：这是一种定位技术，主要应用于侦察卫星定位，通过接收目标卫星的信号到达角度而非依赖于信号发射，降低了被探测的风险。 2. **仅测角方法**：在单星对卫星的无源定轨中，仅使用角度信息作为观测数据。这种方法相对简单，但需要精确的角测量数据。 3. **UKF(无迹卡尔曼滤波)**：这是一种高级的滤波算法，用于处理非线性系统的估计问题。在本研究中，UKF被选用来处理基于角度信息的定轨问题，可能是因为它能更好地处理非线性系统的特点。 4. **低轨侦察卫星**：这类卫星的轨道高度较低，能够提供高分辨率的侦察数据，但其变轨能力增加了定位的复杂性。 5. **轨道参数**：包括长半轴a、轨道离心率e、轨道倾角i、升交点赤经Ω、近地点幅角ω和卫星过近地点时刻τ，这些参数完全定义了卫星的轨道。 6. **二体问题**：在理论分析中，简化地球和卫星为两个质点，忽略其他天体的引力影响，简化问题以便于数学建模。 7. **J2000.0地心惯性坐标系**：这是一个常用的天文学坐标系统，用于描述天体的位置和运动。 论文的贡献在于提出了在非合作环境下的单星对卫星无源定轨方案，通过UKF算法的实施和仿真分析，为实际应用提供了理论基础和技术支持。对于理解和改进空间跟踪和侦察技术具有实际意义。