空間目標軌道數據應用：碰撞預警與態(tài)勢分析

第1章 緒論
1.1 數據來源——空間目標監(jiān)視系統(tǒng)
1.1.1 空間目標監(jiān)視
1.1.2 空間目標監(jiān)視系統(tǒng)
1.1.3 國外空間目標監(jiān)視網
1.2 數據類型——空間目標編目數據
1.2.1 空間編目數據基本信息
1.2.2 編目數據的軌道模型
1.2.3 美國發(fā)布的編目數據
1.3 數據用途——碰撞預警與態(tài)勢分析
1.3.1 數據應用的方法
1.3.2 碰撞預警
1.3.2 態(tài)勢分析

第2章 空間目標軌道預報誤差傳播
2.1 坐標系的定義
2.2 空間目標軌道預報誤差綜述
2.2.1 軌道預報誤差的分類
2.2.2 基于軌道模型的誤差外推
2.2.3 與高精度軌道預報結果對比
2.3 協(xié)方差分析描述函數法
2.3.1 線性系統(tǒng)協(xié)方差分析
2.3.2 非線性系統(tǒng)協(xié)方差分析
2.3.3 基于高斯分布的描述函數
2.3.4 協(xié)方差描述函數的軌道應用
2.4 基于相對運動理論的軌道誤差分析
2.4.1 基于代數法模型的初始誤差傳播
2.4.2 基于幾何法模型的近圓軌道誤差相關特性分析

第3章 基于歷史軌道數據的誤差分析
3.1 基于歷史軌道數據的誤差分析與應用綜述
3.1.1 基于歷史數據的初始協(xié)方差分析
3.1.2 基于歷史數據的協(xié)方差演化函數擬合
3.1.3 利用歷史數據提高軌道長期預報精度
3.2 考慮周期特性的誤差數據生成
3.2.1 空間目標的選擇
3.2.2 誤差數據的生成
3.3 誤差數據的預處理
3.3.1 誤差數據的二維分組
3.3.2 誤差數據異常值檢測
3.4 考慮周期特性的誤差擬合函數形式的確定
3.4.1 軌道根數誤差與軌道位置誤差
3.4.2 C-W方程的誤差傳播結果
3.4.3 泊松級數
3.5 誤差系數矩陣的擬合
3.5.1 泊松級數的最小二乘擬合
3.5.2 泊松級數階次的確定
3.6 結果與分析
3.6.1 位置誤差的擬合結果
3.6.2 泊松系數矩陣的影響分析
3.6.3 美、俄碰撞衛(wèi)星的誤差分析
3.7 位置速度誤差負相關特性的驗證

第4章 空間目標接近分析
4.1 空間目標接近分析的解析方法
4.1.1 Hoots方法
4.1.2 基于軌道長期項的碰撞檢測算法
4.2 空間目標接近分析的數值方法
4.2.1 接近分析的A-R算法
4.2.2 接近分析的A-N算法

第5章 碰撞概率的計算方法
5.1 碰撞概率計算方法及簡化
5.1.1 碰撞概率計算方法綜述
5.1.2 碰撞概率計算方法的簡化
5.2 圓軌道情形下碰撞概率的顯式表達式
5.2.1 接近幾何關系和接近距離的分解
5.2.2 誤差協(xié)方差的轉換和投影
5.2.3 碰撞概率的顯式表達式
5.2.4 算例分析
5.3 一般軌道情形下碰撞概率的顯式表達式
5.3.1 接近幾何關系表示的碰撞概率顯式表達式
5.3.2 接近距離的N、T、W分量表示的碰撞概率顯式表達式
5.3.3 算例分析
5.4 適用圓軌道假設的偏心率范圍
5.4.1 橢圓軌道的速度傾角和速度大小
5.4.2 速度傾角非零和速度大小不等的影響
5.4.3 橢圓軌道的綜合影響

第6章 碰撞概率的應用研究
6.1 碰撞概率靈敏度分析
6.1.1 碰撞概率靈敏度的定義
6.1.2 基于顯式表達式的碰撞概率靈敏度推導
6.1.3 算例分析
6.2 最大碰撞概率分析
6.2.1 誤差橢球形狀固定時的最大碰撞概率
6.2.2 誤差橢球形狀不定時的最大碰撞概率
6.2.3 特殊情況
6.2.4 算例分析
6.3 碰撞預警的漏警概率和虛警概率分析
6.3.1 碰撞預警的實質和誤判
6.3.2 碰撞預警的安全區(qū)域和危險區(qū)域
6.3.3 漏警概率的計算
6.3.4 虛警概率的計算
6.4 碰撞風險綜合評估方法
6.4.1 風險評估參數和品質評估參數
6.4.2 評估參數的隸屬函數
6.4.3 評估參數的加權系數
6.4.4 算例分析

第7章 軌道異常與空間事件分析
7.1 概述
7.1.1 軌道異常與空間事件
7.1.2 基于歷史數據的軌道異常分析方法
7.1.3 軌道異常檢測方法的基本步驟
7.2 基于移動窗口曲線擬合的軌道異常檢測
7.2.1 特征軌道根數的選擇
7.2.2 偏差數據的生成
7.2.3 偏差數據的異常值檢測方法
7.3 基于預報偏差的軌道異常檢測
7.3.1 特征軌道根數的長期預報模型
7.3.2 偏差數據的生成和異常檢測
7.3.3 算例分析
7.4 基于漂移率偏差的GEO目標軌道異常檢測
7.4.1 特征軌道參數的選擇和變化規(guī)律分析
7.4.2 漂移率偏差數據的生成
7.4.3 偏差數據的異常值檢測
7.4.4 算例分析
7.5 軌道異常檢測方法的評估
7.5.1 判別分析及誤判概率
7.5.2 虛警概率
7.5.3 漏警概率
7.5.4 軌道精度需求

第8章 空間碎片環(huán)境與流量分析
8.1 空間碎片環(huán)境模型綜述
8.2 空域劃分方法
8.2.1 空域劃分方法分類
8.2.2 等面積空域劃分模型
8.2.3 等面積空域劃分方案
8.3 空間碎片的空間密度
8.3.1 位置空間和軌道空間
8.3.2 空間密度的定義
8.3.3 空間單元編號及體積計算
8.3.4 空間密度函數
8.3.5 停留概率的計算
8.3.6 空間密度函數的簡化
8.3.7 典型軌道區(qū)域的空間密度
8.4 空間碎片的速度分布
8.5 空間碎片的碰撞流量
8.5.1 碰撞流量的計算
8.5.2 典型目標軌道的碰撞流量計算

附錄A T-H方程狀態(tài)轉移矩陣的各元素
附錄B C-W方程計算得到的協(xié)方差矩陣表達式
附錄C 第3章部分結果圖
附錄D 等面積空域劃分方案
參考文獻