摘要：轨道预报是指根据空间目标初始时刻的状态,利用轨道力学建立的数学模型来预测未来某一时刻的轨道信息。简单介绍了基准星辐射定标系统(PSRCS)和定标轨道预报流程。研究了定标空间位置设计方法和辐射传递模型,在此基础上提出一种基于基准星定标的轨道预报方法,用来为待定标卫星选取适合的定标弧段,并精确预报定标时刻基准星、待定标卫星的轨道信息。通过分析基准星定标轨道约束条件,以高分一号(GF-1)太阳同步轨道卫星作为基准星轨道,仿真出满足定标条件的不同待定标卫星轨道上的定标可见时段。结果验证了基准星定标轨道预报方法的可行性。

摘要：影响热层大气密度的因素较多且变化机理复杂,很难建立准确的大气模型,导致大气阻力摄动成为空间站轨道预报精度的主要影响因素之一。研究了基于PPO2强化学习算法的轨道预报方法,利用强化学习网络修正大气模型中的相关参数,提高了轨道预报精度。首先建立了空间站的轨道动力学模型,分析了大气模型参数的误差特性,设计了基于强化学习的轨道动力学模型修正方案。选择PPO2算法作为强化学习算法,设计了训练参量与强化学习网络模型,生成了PPO2算法的训练和测试样本,完成了仿真训练与测试。仿真结果表明,该方案能有效补偿大气密度模型不准确造成的轨道预报误差,提高空间站轨道预报的精度和效率。

摘要：高轨卫星是我国卫星导航系统的重要组成部分。提升该类卫星的轨道预报精度有利于用户定位精度的提高。提出了一种改进高轨卫星轨道预报精度的新方法。该方法避开了精化动力学模型的困难,尝试从轨道预报误差的规律中寻找突破。利用神经网络作为建立预报模型的工具,将某历史时刻的轨道预报误差作为训练样本,利用训练好的神经网络模型补偿当前时刻的预报轨道以提高轨道预报精度。对影响神经网络模型补偿效果的各因素进行了详细分析,制定了适应于高轨卫星短期、中期和长期预报的神经网络最优模型。利用实测数据进行了试验分析,结果表明：预报8,15及30 d应选择的训练步长分别为10,20及25 min;轨道预报8-30 d时,训练噪声均选取0.01。神经网络模型有效地改进了高轨卫星的轨道预报精度,预报4-30 d,轨道精度提高幅度为34.67%-82.37%不等。

摘要：针对航天装备试验和训练任务需要,采用脉冲推力机动模型近似空间配试目标在轨释放过程,建立高斯型摄动运动方程来定量描述推力产生的瞬时速度增量与轨道要素变化的关系,解决了分离后目标初始轨道确定问题,并利用春分点轨道要素变量消除方程的奇异性。确定在目标运动微分方程中需要考虑的主要摄动因素,给出了每种摄动力加速度模型,综合考虑预报精度和模型复杂度实现目标高精度轨道预报。仿真计算表明目标初始轨道确定相对某航天器仿真软件结果误差不大于1.576%,并且仿真分析了目标轨道衰减特性和目标相对卫星可视距离的变化,对于航天任务中卫星伴飞轨道设计、目标分离窗口选择、目标最佳初始位置确定具有重要参考作用。

摘要：SAR(合成孔径雷达)卫星可以全方位全天候的对特定区域进行侦察,对SAR卫星的轨道预报是反SAR前提。首先基于Access数据库建立了SAR卫星数据库;通过STK(卫星工具包)的STK/Connect模块实现了SAR卫星数据库与STK的连接,基于STK平台实时的显示了SAR卫星的在轨运行以及对地覆盖情况;系统的报告生成功能可生成SAR卫星星座在此时间段内对区域的访问报告,根据报告可对访问该区域的SAR卫星进行轨道预报。

摘要：在低轨卫星过顶时间段内,卫星地面站根据轨道预报完成自动跟踪才能实现与卫星通信。针对轨道预报需要,提出了一种基于STM32单片机卫星轨道预报系统平台。将轨道预报算法进行了嵌入式软件设计,满足于在STM32单片机上运行。该设计在保证轨道预报精度情况下,系统平台较传统的轨道预报方法实用性强,简化预报程序和相应的上位机软件,提高预报效率。

摘要：针对寿命末期大型航天器无控再入大气层前的轨道衰降问题,提出一种经卡尔曼滤波误差分析与参数辨识气动一体化计算改进的轨道摄动模型。基于参数辨识方法生成两行根数(TLE)格式的初始轨道元参数;考虑航天器在低轨道大气环境受到的稀薄跨流域空气动力作用,采用气动特性当地化统一算法计算目标航天器不同轨道高度的气动阻力系数,并解算相应轨道高度下简化根数摄动模型(SGP4)中的未知阻力项;最后基于无损卡尔曼滤波(UKF)方法和外测轨道星历数据对TLE+SGP4模型进行中长期轨道摄动外推计算,分别针对350~300 km和300~150 km高度范围内的大型航天器轨道衰降演化进行跟踪仿真,预报趋势与目标航天器外测轨道星历观测数据结果相符。研究证实寿命末期大型航天器无控再入气动一体化算法结合轨道摄动模型的改进发展,能大幅提高中长期轨道预报模拟能力,推动近地轨道空间目标气动融合轨道数值预报领域发展。

摘要：基于第一类无奇点轨道根数的参数模型设计了17~23参数的8种模型,通过拟合参数外推得到预报轨道,研究拟合轨道与预报轨道间的关系,并探究预报精度的影响因素。实验结果表明:增加参数个数对拟合精度有明显提升。相对于全球定位系统(GPS)的16参数模型,20参数模型的预报精度提升26.2%,拟合精度提升71.2%。同时,使用蜂群(Swarm)卫星、重力反演和气候实验(GRACE)卫星、贾森2号卫星及通信、导航预测中断系统(C/NOFS)卫星的实测数据分析了轨道倾角、轨道高度、偏心率和拟合弧长对预报精度的影响。

摘要：针对寿命末期大型航天器临近再入前轨道衰降受到跨流域多尺度非平衡环境下气动力/力矩影响显著的问题,基于体坐标系下的气动力和力矩分量,建立了航天器轨道-姿态动力学摄动模型;结合航天器再入跨流域空气动力学统一计算理论与数值模拟手段,提出了大型航天器无控飞行轨道衰降过程气动特性一体化快速算法。基于地心惯性坐标系气动融合轨道动力学方程数值积分方法对航天器的轨道姿态摄动模型进行了外推计算,结合无迹卡尔曼滤波方法对外测轨道星历观测数据初值误差和模型误差进行了滤波。针对250~120 km高度范围的大型航天器短期轨道衰降变化进行仿真预测,对比了外测轨道星历数据,结果表明:本文提出的经卡尔曼滤波误差分析的轨道摄动模型方法对寿命末期大型航天器短期轨道预报具有较强的模拟能力与有效性,有助于推动近地轨道空间目标气动融合轨道数值预报领域发展。

摘要：卫星的轨道预报对于卫星轨道设计、精密定轨、自主定轨和航天任务执行有着重要的作用。针对基于动力学建模的卫星轨道预报方法中存在缺少空间环境信息和预报精度较低的问题,提出了一种基于注意力机制的CNN-BiLSTM和XGBoost混合模型轨迹预测方法。该方法以动力学模型预测为基础,通过学习和修正历史轨道预报的误差,提高中短期轨道预报的精度。选用Saral卫星7天、14天和70天的轨道数据以及TerraSAR-X卫星7天的轨道数据与SGP4轨道预报模型设计实验,并和LSTM、BiLSTM和GRU进行对比,验证了提出的预测模型的有效性。