《基於窄帶雷達實測數據的空間目標物理特性反演》是依託西安交通大學，由牛威擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於窄帶雷達實測數據的空間目標物理特性反演
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：牛威
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著人類航天活動的增加，空間目標的數量不斷增加，對空間目標的碰撞風險評估已經成為人類開展航天活動中不可迴避的問題。在評估中需要分析目標的尺寸、運行狀態等物理特性，降低虛警率，提高評估可信度。目標窄帶雷達特性包含了豐富的目標信息，但目標物理特性反演存在著解不唯一、敏感於輸入、實測引入測量誤差等問題。針對這些問題，本項目通過理論研究和大量實測數據分析，利用已知目標進行反演模型研究和驗證，實現對目標尺寸、翻滾周期、進動周期、章動角等物理特性的反演，形成一套比較完整、有效的空間目標窄帶雷達物理特性反演方法，為空間目標碰撞風險評估提供窄帶雷達反演的目標本質特徵。
結題摘要
隨著人類航天活動的增加，空間目標的數量不斷增加，對空間目標的碰撞風險評估已經成為人類開展航天活動中不可迴避的問題。在評估中需要分析目標的尺寸、運行狀態等物理特性，降低虛警率，提高評估可信度。我國空間探測數據的主要來源仍然以地基窄帶雷達為主。儘管窄帶雷達的距離解析度一般遠大於目標尺寸，但仍可利用目標固有特性與反射信號隨時間變化的規律來推演有關的特徵信息。目標窄帶雷達特性包含了豐富的目標信息，但目標物理特性反演存在著解不唯一、敏感於輸入、實測引入測量誤差等問題。 針對這些問題，本項目通過理論研究和大量實測數據分析，利用已知目標進行反演模型研究和驗證，主要研究內容包括利用窄帶雷達實測數據的空間目標幾何特性反演；利用窄帶雷達實測數據的空間目標自旋、翻滾運動特性反演；利用窄帶雷達實測數據的空間目標進動周期、章動角等運動特性反演。通過本項目的研究，課題組利用窄帶雷達實測數據實現了對空間目標尺寸、翻滾周期等物理特性的反演，形成了一套比較完整、有效的空間目標窄帶雷達物理特性反演方法，課題組取得的重要結果主要包括： 1、針對通過對大批量空間目標RCS序列分析研究，提出了基於小波變換特徵的空間目標姿態穩定性識別方法，對空間目標姿態穩定性識別正確率優於90%。 2、建立了空間目標動態電磁散射特性模型，提出了基於改進粒子群算法和電磁機理的空間目標多維尺寸估計方法，利用我國在軌衛星的RCS實測數據進行了實驗驗證，結果表明：對空間目標動態RCS預估均值誤差優於5dB，對在軌衛星尺寸估計誤差小於30%。 3、提出了一種基於非參數檢驗經驗模態分解的周期估計方法，實現了對翻滾姿態空間目標翻滾周期的自動估計，估計誤差優於10%。 4、提出了基於Viterbi的空間目標進動微都卜勒瞬時頻率提取方法，提取了空間目標進動周期和進動角，實測數據驗證結果表明對空間目標進動周期和進動角的估計誤差精度優於10%。 以上研究成果在我國空間試驗、空間事件分析、在軌衛星故障搶救和在軌太空飛行器碰撞預警規避等任務中得到了成功套用，為試驗中空間目標物理特性分析識別提供了重要的技術支持，為我國在軌太空飛行器碰撞風險評估提供了目標的物理信息。
