空間軌跡測量融合處理與精度分析

內容簡介

本書系統地論述了飛彈和太空飛行器空間軌跡測量融合數據處理與精度分析技術的基本原理。主要內容包括：飛彈和運載火箭飛行試驗時各種外測體制測量和解算彈道參數的方法和公式，以及外彈道測量精度分析的原理、方法和公式；太空飛行器軌道運行時測軌系統測量和確定軌道參數的方法、公式，以及相應的軌道測量精度的分析方法和公式。特別是詳細地闡述了對飛彈和太空飛行器在空域和時域上多信息測量源融合處理的技術和方法，推導了不同測量體制套用多種數學建模形式得到靈活多變的融合處理解算方法和表示式，以及對應的測量精度分析方法和公式。本書可供從事飛彈和航天測控系統總體設計、精度評定、數據處理工作及相關專業的科研人員以及高等院校的高年級本科生、研究生和教師閱讀。

前言

空間軌跡測量的範圍和內容是非常寬廣的，這裡指飛彈和運載火箭的外彈道測量和太空飛行器的軌道測量。外彈道測量是由天、地基的光學和無線電外測系統跟蹤飛彈或運載火箭飛行彈道所獲取的測量數據，經數據處理後提供其彈道參數(軌跡)的過程，為飛彈和運載火箭的技術性能和精度評定及改進，為安全控制系統實時提供安全信息，為太空飛行器系統提供運載火箭入軌參數等使用。軌道測量是由天、地基無線電測軌系統，跟蹤太空飛行器(人造地球衛星、航天飛船等)運行軌道所獲取的測量數據，經數據處理後提供太空飛行器在空間運行的精確軌道(根數、狀態)並預報未來軌道的過程，保障太空飛行器運行時的軌道安全控制、確保其按正常姿態和預定軌道運行及返回，使航天系統完成規定的航天任務等。因此，外彈道測量和軌道測量是飛彈和太空飛行器飛行試驗工程中不可或缺的重要組成部分，對於保障完成它們的發射試驗任務、促進其技術水平提高和發展具有重要作用。

隨著飛彈和太空飛行器技術發展的需要，各種用途和類型的飛彈、太空飛行器越來越多，其試驗的內容越來越豐富，對彈道和軌道的測量要求越來越高，這也大大增加了外彈道測量和軌道測量技術的難度和複雜性。為此，除了要求進一步地提高和發展外彈道測量和軌道測量的技術水平外，還必須不斷地提高和改進相應的數據處理技術水平，才能滿足新的試驗任務的要求。近幾十年來，試驗發射場在逐步完成建立相應測控網的基礎上，積極地開展和套用融合數據處理技術和方法。在空域和時域上充分地融合了多信息源的測量數據，巧妙地利用數學建模技術和統計估計理論，對於自校準測量系統誤差和精確地估算外彈道、軌道方法做了積極有效的嘗試。特別是在一些遠程洲際飛彈試驗中，套用了B樣條函式擬合彈道參數的樣條約束“EMBET”自校準技術，大大地濃縮待估計參數的個數，有效地增加了測量數據的冗餘度，顯著地提高所解算彈道參數的精度和可信度，對於保障遠程洲際飛彈飛行試驗的精度評定和定型起到了積極的作用。

本書系統地總結了幾十年來外彈道測量和軌道測量融合數據處理技術的發展，詳細地闡述了試驗場各種測量體制及聯合測量的彈道和軌道解算方法，以及相應的測量精度分析的理論估算方法。尤其是近幾年來作者對彈道樣條約束“EMBET”自校準融合處理技術作了進一步探討和研究，利用數學建模技術得到了不同測量體制靈活多變的融合處理的表示和解算方法，使融合處理技術能夠更好地為工程套用服務；並且相應地推導了適用於外測系統總體設計工作的彈道測量精度理論估算的解析表達式，可以使人們方便地套用彈道測量融合處理技術並指導總體設計工作。同樣地，本書對航天發射場測軌系統的不同測量體制建立了動力學模型，推導出適用於軌道測量系統總體設計與數據處理工作的軌道確定方法，以及相應的測軌精度分析方法和表達式。

空間軌跡測量融合處理與精度分析

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