低軌空間目標軌道預報的精度改進及應用.pdf

1、隨著人類航天活動和空間探測技術的日益發(fā)展，空間目標的數(shù)目不斷增長，對軌道預報和碰撞預警技術的研究越發(fā)重要。本項工作在TLE+SGP4軌道預報模型的基礎上，研究低軌目標短期軌道預報的改進方法，同時提出一種空間目標危險交會的分析方法。
　　對軌道預報誤差的分析表明，空間環(huán)境擾動是引起低軌目標較大誤差的重要原因。本項工作提出一種通過空間環(huán)境參數(shù)修正阻力調(diào)制系數(shù)，從而改進低軌目標軌道預報的方案。該方案考慮了外推過程中空間環(huán)境擾動引起的大氣

2、密度響應，能夠更準確的反映外推過程中大氣阻力對軌道的影響。構建神經(jīng)網(wǎng)絡模型，實現(xiàn)了基于F10.7的阻力調(diào)制系數(shù)補償計算，結果表明神經(jīng)網(wǎng)絡模型能夠及時地對空間環(huán)境進行響應;對于地磁擾動期更高時間精度的預報改進，考察了極光能量注入的應用，通過線性回歸方法，建立了半長軸衰減及阻力調(diào)制系數(shù)的修正公式。將該方案應用于不同年份、不同軌道高度目標的軌道預報中，平均而言，半長軸和位置的預報誤差分別降低50％和30％左右。
　　基于軌道預報的誤差特

3、征，提出了一種基于隨機點模擬的空間目標碰撞概率計算方法。與傳統(tǒng)方法相比，考慮了誤差均值的影響，即誤差橢球不再以預報位置為中心，結果表明最大時刻碰撞概率不再出現(xiàn)在預報的最近距離時刻。根據(jù)相對速度假設，進一步提供了過程碰撞概率的計算流程。在此基礎上，設計了“空間碎片碰撞概率計算與預警系統(tǒng)”的基本算法，重點解決了軌道異常甄別、誤差橢球參數(shù)生成、危險交會篩選、碰撞概率計算、解體模擬、安全發(fā)射窗口分析這六個系統(tǒng)關鍵問題。
　　另外，本項工作

4、進行了大氣耦合效應中大氣環(huán)流長期變化及電離層擾動的研究:使用小波分析和交叉小波的方法分析了江淮梅雨及西太平洋副熱帶高壓對太陽活動因子的響應，結果表明太陽活動與江淮梅雨的相關性存在南北差異，北部呈現(xiàn)正相關而南部呈現(xiàn)負相關，西太副高指數(shù)與太陽黑子數(shù)也有較好的相關性，說明太陽活動影響地球氣候可能存在太陽活動-西太副高-江淮梅雨這樣一條過程鏈;使用滑動均值法研究了強對流期間電離層TEC的擾動，結果表明強對流期間考查點上空電離層TEC有異常增大現(xiàn)