低軌空間目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)的精度改進(jìn)及應(yīng)用.pdf

1、隨著人類航天活動(dòng)和空間探測(cè)技術(shù)的日益發(fā)展，空間目標(biāo)的數(shù)目不斷增長(zhǎng)，對(duì)軌道預(yù)報(bào)和碰撞預(yù)警技術(shù)的研究越發(fā)重要。本項(xiàng)工作在TLE+SGP4軌道預(yù)報(bào)模型的基礎(chǔ)上，研究低軌目標(biāo)短期軌道預(yù)報(bào)的改進(jìn)方法，同時(shí)提出一種空間目標(biāo)危險(xiǎn)交會(huì)的分析方法。
　　對(duì)軌道預(yù)報(bào)誤差的分析表明，空間環(huán)境擾動(dòng)是引起低軌目標(biāo)較大誤差的重要原因。本項(xiàng)工作提出一種通過(guò)空間環(huán)境參數(shù)修正阻力調(diào)制系數(shù)，從而改進(jìn)低軌目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)的方案。該方案考慮了外推過(guò)程中空間環(huán)境擾動(dòng)引起的大氣

2、密度響應(yīng)，能夠更準(zhǔn)確的反映外推過(guò)程中大氣阻力對(duì)軌道的影響。構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)了基于F10.7的阻力調(diào)制系數(shù)補(bǔ)償計(jì)算，結(jié)果表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠及時(shí)地對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行響應(yīng);對(duì)于地磁擾動(dòng)期更高時(shí)間精度的預(yù)報(bào)改進(jìn)，考察了極光能量注入的應(yīng)用，通過(guò)線性回歸方法，建立了半長(zhǎng)軸衰減及阻力調(diào)制系數(shù)的修正公式。將該方案應(yīng)用于不同年份、不同軌道高度目標(biāo)的軌道預(yù)報(bào)中，平均而言，半長(zhǎng)軸和位置的預(yù)報(bào)誤差分別降低50％和30％左右。
　　基于軌道預(yù)報(bào)的誤差特

3、征，提出了一種基于隨機(jī)點(diǎn)模擬的空間目標(biāo)碰撞概率計(jì)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(yù)報(bào)位置為中心，結(jié)果表明最大時(shí)刻碰撞概率不再出現(xiàn)在預(yù)報(bào)的最近距離時(shí)刻。根據(jù)相對(duì)速度假設(shè)，進(jìn)一步提供了過(guò)程碰撞概率的計(jì)算流程。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了“空間碎片碰撞概率計(jì)算與預(yù)警系統(tǒng)”的基本算法，重點(diǎn)解決了軌道異常甄別、誤差橢球參數(shù)生成、危險(xiǎn)交會(huì)篩選、碰撞概率計(jì)算、解體模擬、安全發(fā)射窗口分析這六個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題。
　　另外，本項(xiàng)工作

4、進(jìn)行了大氣耦合效應(yīng)中大氣環(huán)流長(zhǎng)期變化及電離層擾動(dòng)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(duì)太陽(yáng)活動(dòng)因子的響應(yīng)，結(jié)果表明太陽(yáng)活動(dòng)與江淮梅雨的相關(guān)性存在南北差異，北部呈現(xiàn)正相關(guān)而南部呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，西太副高指數(shù)與太陽(yáng)黑子數(shù)也有較好的相關(guān)性，說(shuō)明太陽(yáng)活動(dòng)影響地球氣候可能存在太陽(yáng)活動(dòng)-西太副高-江淮梅雨這樣一條過(guò)程鏈;使用滑動(dòng)均值法研究了強(qiáng)對(duì)流期間電離層TEC的擾動(dòng)，結(jié)果表明強(qiáng)對(duì)流期間考查點(diǎn)上空電離層TEC有異常增大現(xiàn)