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《国防科学技术大学》 2001年
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军用侦察卫星星座技术研究

王海丽  
【摘要】: 军用侦察卫星星座是指由多颗侦察卫星构成的一个卫星群,它们通过协同工作来完 成在一定时间、空间分辨率约束下的情报、监视和侦察(ISR)任务。本文认为卫星协 同与自治的研究是进行军用侦察卫星星座研究的一个重要领域,因此论文围绕卫星协同 与自治的一些关键问题进行研究。 卫星精密轨道预报是卫星动力学研究的基础,而成熟的通用工程仿真平台,如 MATRIXx、MATLAB的应用将使仿真计算的效率与可靠性提高。本文利用MATRIXx 对卫星精密轨道预报进行了仿真实现,并讨论了MATRIXx在航天动力学的应用问题。 卫星星座是多颗卫星进行协同的主要形式,本文讨论了仿真与解析相结合的全球覆盖卫 星星座的设计方法,同时提出了卫星星座空间观测的区域覆盖与全球覆盖判别算法,并 进行了证明,在此基础上,对美国天基红外系统(SBIRS)进行了性能推测与分析。σ 星座构型是解决侦察卫星星座区域覆盖的有效方法,本文在二体假设和考虑地球J2项 影响两种情况下对σ星座进行了设计。本文还利用仿真方法对在轨运行的低轨卫星星座 的性能损失情况进行了分析。 三星时差定位星座由三颗具有一定几何构型的卫星协同完成对目标的定位。本文讨 论了三星时差定位星座对固定目标定位的两种定位方法:利用单个观测时刻数据的定位 和利用多个观测时刻数据的定位。论文利用非线性Kalman滤波设计了三星时差定位星 座对运动目标的定位定速算法;根据定位误差的解析公式,利用仿真方法分析了三星时 差定位星座的星座构型和卫星高度等因素对定位精度的影响规律,并依据定位精度影响 规律,研究了三星时差定位星座的星座设计问题。 卫星轨道机动是卫星自治的首要条件,它是相位保持、相位机动、交会对接的基础。 本文提出了基于零控流型的卫星轨道机动方法,并对此方法所涉及的具体问题进行了研 究。本文利用卫星精密轨道预报的结果作为基准轨道,解决了控制基准的问题;利用H_∞ 控制理论和 PWPF调制器解决了轨控小发动机常推力控制问题。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:V474.27

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王春明;陈曦;邓勇;;基于GDE 3算法的红外低轨星座设计[J];北京航空航天大学学报;2010年07期
2 林雪原;何友;;数字地图辅助的三星时差定位方法及误差分析[J];电子科技大学学报;2007年04期
3 陆宏伟,邱志强,于起峰,王威;基于卫星编队序列图像的摄影测量[J];国防科技大学学报;2004年03期
4 佘二永;徐学文;;STSS星座空间覆盖性能分析方法研究[J];计算机仿真;2010年06期
5 陈曦;邓勇;王春明;胡晓惠;;红外低轨星座多目标传感器调度研究[J];计算机仿真;2011年04期
6 贺勇军,戴金海,李连军;复杂多卫星系统的综合建模与仿真[J];系统仿真学报;2004年05期
7 谢恺;薛模根;韩裕生;周一宇;;基于遗传算法的低轨天基雷达星座设计[J];信号处理;2008年02期
8 邓勇;王春明;张中兆;;红外低轨星座凝视传感器的空间覆盖性能分析[J];宇航学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 谢恺;吴学伍;李毅;;基于Pareto遗传算法的低轨红外星座设计[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 高有涛;卫星编队飞行动力学建模与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 张玉锟;卫星编队飞行的动力学与控制技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 吉桐伯;地平式光测跟星系统天顶盲区及跟踪算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
4 贺勇军;面向效能优化的复杂多卫星系统综合建模与仿真方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
5 范丽;卫星星座一体化优化设计研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 沈欣;光学遥感卫星轨道设计若干关键技术研究[D];武汉大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李长春;成像侦察小卫星应急组网方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 张万鹏;多星侦察系统任务建模及规划技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 黄文德;编队星座测量及其在相对定位中的应用[D];国防科学技术大学;2005年
4 张连礼;编队航天器相对运动分析与控制[D];西北工业大学;2007年
5 唐荣富;LEO卫星可见性问题研究[D];国防科学技术大学;2007年
6 彭军;无线通信系统定位算法研究及误差分析[D];电子科技大学;2008年
7 张润;基于重访周期的对地侦察小卫星星座设计[D];西安电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈永光,孙仲康;基于距离差和方位角信息的运动辐射源跟踪算法[J];电子学报;1995年01期
2 王海丽,陈磊,任萱;三星时差定位卫星簇的分析与设计[J];国防科技大学学报;2001年04期
3 陈磊,任萱;δ星座的分析与设计[J];国防科技大学学报;1998年03期
4 汤国建,任萱,吴瑞林;一种用于快速跟踪视线的空间拦截器姿态控制方法[J];航天控制;2000年02期
5 林来兴,王立新;空间交会对接的双脉冲最优控制[J];航天控制;1996年01期
6 陈磊,王海丽,任萱;面向对象的实时三维视景可视化实现[J];计算机工程与应用;2000年09期
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8 陈磊,王海丽,吴瑞林;面向框架的弹道仿真方法[J];系统仿真学报;1999年02期
9 陈永光,孙仲康;基于TOA和方位角测量的三维运动目标被动定位跟踪算法研究[J];系统工程与电子技术;1993年10期
10 王明春,荆武兴,杨涤,吴瑶华;能量最省有限推力同平面轨道转移[J];宇航学报;1992年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王新文;袁东;;GPS在高层建筑动态变形测定中的应用[J];四川建筑科学研究;2009年04期
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4 何光林;弹载GPS弹道测量系统的设计[J];兵工自动化;2002年05期
5 蒋维特;杨露菁;杨亚桥;;测向交叉定位中消除虚假点的二次聚类算法[J];兵工自动化;2007年11期
6 杨洋;范丽;董绪荣;;IGSO星座分析与优化设计[J];兵工自动化;2008年11期
7 杨晓丹;马志昊;;分布式天基空间监视雷达编队构形[J];兵工自动化;2009年07期
8 林雪原;骆卉子;范文强;;一种TDOA/AOA联合定位的算法[J];兵工自动化;2010年06期
9 朱福成;;基于测量时差和方位角的定位方法的误差分析[J];兵工自动化;2011年02期
10 余学锋,吕海宝;靶场GPS载波相位多路径误差建模与仿真[J];兵工学报;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄琳;段志生;杨莹;;现代飞行器控制的几个科学问题[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 廖永汉;郭云飞;彭冬亮;;无源声探测目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 杨宝庆;贺风华;姚郁;;基于预测控制方法的姿控发动机开关控制律的设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 王海红;郑晋军;何善宝;初海彬;韩治刚;李长江;;基于上注星历导航卫星分布式自主定轨系统[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
5 刘国华;吴宅莲;尚琳;肖寅;王毅;;基于星间链路的自主导航精度分析研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 王海红;武向军;初海彬;王庆华;迟军;李长江;;导航星座星间链路拓扑构形设计与分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 尚琳;刘国华;刘善伍;张锐;李国通;;地面锚固站消除自主导航中星座旋转误差的性能评估[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S03精密定轨与精密定位[C];2012年
8 徐敏;李俊峰;王照林;;月球探测器轨道设计研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
9 张亚锋;和兴锁;;椭圆轨道小推力最短时间交会研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 王强;钟丹星;郭福成;邓新蒲;周一宇;;仅用长基线干涉仪测量相位差变化率的运动单站无源定位方法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 宫轶松;粒子滤波算法研究及其在GPS/DR组合导航中的应用[D];解放军信息工程大学;2010年
5 吴富梅;GNSS/INS组合导航误差补偿与自适应滤波理论的拓展[D];解放军信息工程大学;2010年
6 吴星;卫星重力梯度数据处理理论与方法[D];解放军信息工程大学;2009年
7 王建强;弹道学中的地球重力场若干理论问题研究[D];武汉大学;2010年
8 吴云龙;GOCE卫星重力梯度测量数据的预处理研究[D];武汉大学;2010年
9 赵志超;导弹防御雷达网数据融合技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 刘红明;双基地MIMO雷达原理与理论研究[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
2 孟培培;基于3S的土地督察信息系统研究[D];山东科技大学;2010年
3 孙成朋;DS-SS信号源定位技术研究及仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙洪胜;基于方位角测量的无源定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张文乾;基于GPS/DR和GSM的车辆定位导航系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 舒宇;GPS软件接收机基带处理算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 支春阳;GPS航姿仪的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 程伟;被动高精度测向技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 黄吉来;网络RTK电离层和对流层改正模型研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
10 苏霆;农村公路信息快速采集系统的设计与实现[D];华东师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 向开恒,肖业伦;卫星星座的系统仿真研究[J];北京航空航天大学学报;1999年06期
2 蒙波;韩潮;黄卫俊;;区域覆盖特殊椭圆轨道星座优化设计[J];北京航空航天大学学报;2008年02期
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4 张传定;大地测量应用卫星的轨道设计——椭球谐引力场下卫星的运动[J];测绘学报;2000年S1期
5 李德仁;;我国第一颗民用三线阵立体测图卫星——资源三号测绘卫星[J];测绘学报;2012年03期
6 马建新;Kalman滤波在遥测伺服跟踪系统中的应用[J];导弹与航天运载技术;1994年04期
7 杨秀华,吉桐伯,陈娟,陈涛;预测滤波技术在光电跟踪系统的应用[J];电光与控制;2003年03期
8 孙文科;低轨道人造卫星(CHAMP、GRACE、GOCE)与高精度地球重力场——卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响[J];大地测量与地球动力学;2002年01期
9 马品仲;4.3m天文望远镜研究[J];大连理工大学学报;1994年05期
10 钟丹星,邓新蒲,周一宇;基于WGS-84椭球模型的卫星测时差定位精度分析[J];电子对抗技术;2002年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 文援兰;航天器精密轨道抗差估计理论与应用的研究[D];解放军信息工程大学;2001年
2 陈娟;伺服系统低速特性与抖动补偿研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
3 邓平;蜂窝网络移动台定位技术研究[D];西南交通大学;2002年
4 韦娟;双基站卫星群布设分析及控制研究[D];西北工业大学;2002年
5 赵黎平;近地卫星自主轨道确定和控制系统研究[D];西北工业大学;2002年
6 张玉锟;卫星编队飞行的动力学与控制技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 陈琪锋;飞行器分布式协同进化多学科设计优化方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
8 杨青;固体火箭发动机面向成本优化设计[D];西北工业大学;2003年
9 贺仁杰;成像侦察卫星调度问题研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 王威;GPS用于对地观测编队卫星状态的高精度确定[D];解放军信息工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 辜方清;多目标进化算法中多样性与均匀性策略研究[D];广东工业大学;2011年
2 赵小冰;单目标_多目标遗传算法的研究[D];天津理工大学;2011年
3 江刚武;航天器轨道设计与分析仿真系统的设计[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
4 刘洋;卫星有效载荷规划与调度的算法及仿真[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2004年
5 陈洁;冻结轨道卫星轨道设计与控制方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 范国清;GPS和类GPS测量用于编队星座状态确定[D];国防科学技术大学;2004年
7 谢金华;遥感卫星轨道设计[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
8 高媛;非支配排序遗传算法(NSGA)的研究与应用[D];浙江大学;2006年
9 郑强;带精英策略的非支配排序遗传算法的研究与应用[D];浙江大学;2006年
10 李曦;多星区域观测任务的效率优化方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 师鹏;李保军;赵育善;;有限推力下的航天器绕飞轨道保持与控制[J];北京航空航天大学学报;2007年07期
2 王春明;陈曦;邓勇;;基于GDE 3算法的红外低轨星座设计[J];北京航空航天大学学报;2010年07期
3 张兴华;刘超;;基于一步异相关法则的kalman滤波抗野值方法[J];测试技术学报;2010年05期
4 黄小钰;李智;;空间信息系统在弹道导弹防御中的效能评估框架[J];电光与控制;2011年11期
5 程小震;唐宏;王元利;梁路江;;高精度测向辅助的三星时差定位算法[J];电子信息对抗技术;2010年06期
6 张栋;易东云;罗强;唐荣富;;空间预警系统资源建模与效能评估[J];飞行器测控学报;2007年06期
7 陆宏伟,邱志强,于起峰,王威;基于卫星编队序列图像的摄影测量[J];国防科技大学学报;2004年03期
8 刘磊;郗晓宁;;星载InSAR均匀相位构形的空间基线稳定性[J];国防科技大学学报;2006年01期
9 张健;戴金海;;基于Agent的分布式卫星自主构形重构技术[J];国防科技大学学报;2007年02期
10 宋申民;郑重;董艳;;椭圆轨道编队构型保持控制方法研究[J];黑龙江大学工程学报;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 杨雪榕;王兆魁;梁加红;;跟飞编队构型的Lyapunov控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
2 王励;陈克伟;王炎娟;张辉;;基于形式化行为描述的航天资源规划建模技术研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
3 李昊;戴金海;;基于ABMS的多卫星系统效能评估[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
4 方艺忠;;STSS星座探测能力仿真分析[A];Proceedings of 14th Chinese Conference on System Simulation Technology & Application(CCSSTA’2012)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨雪榕;卫星跟飞编队控制问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 杨涛;面向空间任务的追踪理论与应用研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 姚金杰;基于地面基站的目标定位技术研究[D];中北大学;2011年
4 高有涛;卫星编队飞行动力学建模与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 刘光明;基于天基测角信息的空间非合作目标跟踪算法及相关技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 汤绍勋;天基预警低轨星座星载传感器资源管理与预警探测任务调度问题研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 刘晓路;对地观测卫星系统顶层设计参数优化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 陈伟跃;摄动椭圆参考轨道附近的相对运动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 廖守亿;复杂系统基于Agent的建模与仿真方法研究及应用[D];国防科学技术大学;2005年
10 贺勇军;面向效能优化的复杂多卫星系统综合建模与仿真方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲍猛;基于STK的卫星导航干扰仿真技术研究[D];沈阳理工大学;2010年
2 贾晓哲;实用约束主曲线算法研究及应用[D];北京交通大学;2011年
3 梁海朝;编队卫星的姿态协同控制与输入时延的补偿方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 陈盈果;基于代理模型的对地观测卫星系统顶层设计方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 吴辉;基于高程辅助信息的通信信号时差定位技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 荆显荣;面向对地观测卫星系统顶层设计的试验设计方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 付世勇;基于对偶四元数的编队飞行卫星自主相对导航算法研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 冯全胜;基于伴飞模式的星座燃料补给研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 吴硕;空间相对轨道机动的鲁棒控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 巩雪;基于碰撞概率的编队卫星碰撞规避策略[D];哈尔滨工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈永光,孙仲康;基于△TOA和方位角测量辅以间歇高度信息的双基地定位跟踪技术[J];国防科技大学学报;1993年03期
2 陈磊,任萱;δ星座的分析与设计[J];国防科技大学学报;1998年03期
3 陈磊,王海丽,任萱;面向对象的实时三维视景可视化实现[J];计算机工程与应用;2000年09期
4 陈永光,孙仲康;仅用TOA和方位角测量对三维运动目标的被动定位跟踪算法研究[J];现代雷达;1994年01期
5 陈磊,王海丽,吴瑞林;面向框架的弹道仿真方法[J];系统仿真学报;1999年02期
6 林来兴;空间交会动力学和安全模式[J];宇航学报;1993年01期
7 王小军,吴德隆,余梦伦;最少燃料消耗的固定推力共面轨道变轨研究[J];宇航学报;1995年04期
8 林来兴;空间交会安全区和航天员出舱运动轨迹[J];中国空间科学技术;1992年06期
9 王海丽,任萱,陈磊;三星时差定位星座的定位精度分析[J];中国空间科学技术;2000年05期
10 林来兴;现代小卫星及其关键技术[J];中国空间科学技术;1995年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 邓长明;卓永宁;吴廷勇;吴诗其;;一种区域卫星定位系统的星座方案[J];电子科技大学学报;2006年05期
3 项军华;张育林;;卫星姿态控制稳定度对星座结构稳定性的影响[J];航天控制;2007年03期
4 熊凯;魏春岭;刘良栋;;基于脉冲星的卫星星座自主导航技术研究[J];宇航学报;2008年02期
5 包建全;戴光明;谭毅;周躜;彭雷;;卫星星座优化与仿真平台设计与实现[J];小型微型计算机系统;2010年11期
6 杨树智;卫星通信市场及几种适用的系统[J];信息系统工程;1997年05期
7 赵颖;GLONASS卫星星座最新状态[J];遥测遥控;2001年05期
8 张雅声;张育林;;一种有效的中椭圆轨道卫星星座设计与分析[J];装备指挥技术学院学报;2006年04期
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10 文援兰;朱俊;李志;廖瑛;;卫星星座整网轨道确定分析与仿真(英文)[J];宇航学报;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海丽;军用侦察卫星星座技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 陈琪锋;飞行器分布式协同进化多学科设计优化方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
3 项军华;卫星星座构形控制与设计研究[D];国防科学技术大学;2007年
4 石东海;基于NEMO的军事卫星星座通信网络体系结构与关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 李元凯;空间非合作目标自主随动跟踪与控制研究[D];上海交通大学;2010年
6 赵倩;利用卫星编队探测地球重力场的方法研究与仿真分析[D];武汉大学;2012年
7 张万里;轨道转移飞行器的轨迹优化与制导算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 罗亚中;空间最优交会路径规划策略研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 毛永毅;无线通信系统定位技术的研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
10 陈璋鑫;LOS/NLOS无线定位方法研究[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈峰;卫星星座网络路由算法研究及可视化平台设计[D];电子科技大学;2010年
2 李悦;空间运动三站时差定位系统定位优化及动目标跟踪方法研究[D];兰州大学;2010年
3 李志刚;高轨目标交会轨道机动策略规划[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 范增;空间轨道转移飞行器轨道机动及应用仿真研究[D];沈阳理工大学;2012年
5 孙晓辰;多目标多学科设计优化算法及其在卫星星座总体设计中的应用初探[D];国防科学技术大学;2004年
6 郑蔚;模型多目标演化算法(OMEA)在星座优化设计中的应用研究[D];中国地质大学;2007年
7 黄磊;面向NEMO的卫星星座通信网络研究与仿真[D];国防科学技术大学;2006年
8 陈伟;无源融合在数据融合中的应用[D];西安电子科技大学;2001年
9 邓长明;卫星定位及GPS干扰研究[D];电子科技大学;2006年
10 芦霞;基于U-TDOA测控网定位技术研究[D];上海海事大学;2004年
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