System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种地外星表探测器移动轨迹预测方法技术_技高网

一种地外星表探测器移动轨迹预测方法技术

技术编号:44625134 阅读:7 留言:0更新日期:2025-03-17 18:22
本发明专利技术公开了一种地外星表探测器移动轨迹预测方法:对实际状态向量x<subgt;k</subgt;进行无迹变换,获得状态向量组σ<subgt;k</subgt;;将σ<subgt;k</subgt;输入非线性系统,获得预测状态向量组σ<subgt;k+1</subgt;;对σ<subgt;k+1</subgt;中的元素进行加权求和,获得预测状态向量基于σ<subgt;k+1</subgt;和获得预测状态协方差更新获得更新后的预测状态向量更新获得更新后的预测状态协方差对进行奇异值分解,获得预测特征对角矩阵根据计算预测条件数对预测条件数集合进行归一化,获得归一化预测条件数集合基于对预测状态协方差集合进行处理,获得区域归一化预测状态协方差集合利用状态预测误差集合对进行自适应调整,获得调整后的预测状态协方差集合不断重复上述步骤,获得移动预测轨迹。本发明专利技术可以提高预测精度和预测稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深空探测,更具体的说是涉及一种地外星表探测器移动轨迹预测方法


技术介绍

1、以往地外星表探测器移动轨迹预测方法主要从改进预测矩阵以及增加控制约束的方式改进预测方法,这对于确定轨道的探测器较为有效,能够较好的对速度、角度和位置进行估计。但是对地外星表高速行驶、不规则移动的探测器,遥测获取的状态存在断裂、虚假、非同步数据的问题,从而降低了预测精度。

2、因此,如何提供一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其可以提高预测精度和预测稳定性是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种地外星表探测器移动轨迹预测方法。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:

3、一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,包括以下步骤:

4、s1:获取地外星表探测器的实际状态向量xk;其中,xk为n*m维的状态向量,k表示时刻;

5、s2:对所述实际状态向量xk进行无迹变换,获得状态向量组σk;

6、s3:将所述状态向量组σk输入非线性系统,获得预测状态向量组σk+1;

7、s4:对所述预测状态向量组σk+1中的元素进行加权求和,获得预测状态向量

8、s5:基于所述预测状态向量组σk+1和所述预测状态向量获得预测状态协方差

9、s6:更新所述预测状态向量获得更新后的预测状态向量

10、更新所述预测状态协方差获得更新后的预测状态协方差

11、s7:对所述更新后的预测状态协方差进行奇异值分解,获得预测特征对角矩阵

12、s8:根据所述预测特征对角矩阵计算预测条件数

13、s9:对预测条件数集合进行归一化,获得归一化预测条件数集合

14、s10:基于所述归一化预测条件数集合对预测状态协方差集合进行处理,获得区域归一化预测状态协方差集合

15、s11:利用状态预测误差集合对所述区域归一化预测状态协方差集合进行自适应调整,获得调整后的预测状态协方差集合

16、s12:不断重复s1-s11,获得移动预测轨迹;其中,s6中各个时刻更新后的预测状态向量构成所述移动预测轨迹。

17、优选的,所述预测状态向量基于以下公式获得:

18、

19、σk+1={σi,k+1},i=0,1...2n;

20、其中,σi,k+1表示σk+1中的第i个元素;表示k+1时刻σi,k+1的权重。

21、优选的,所述预测状态协方差基于以下公式获得:

22、

23、其中,表示k+1时刻σi,k+1的协方差权重;q表示过程噪声协方差矩阵;t表示转置。

24、优选的,所述更新后的预测状态向量基于以下公式获得:

25、

26、

27、其中,kk+1表示k+1时刻的卡尔曼增益;zk+1表示k+1时刻的观测向量;f表示非线性函数;表示k-1时刻的状态预测误差集合;表示k-2时刻的区域归一化预测状态协方差集合;表示k-1时刻的区域归一化预测状态协方差集合;依次表示k-γ,k-γ+1,...,k-2,k-1时刻的状态预测误差;pzz,k+1表示预测状态协方差的非线性变换;h表示观测矩阵;r表示观测噪声协方差。

28、优选的,所述更新后的状态协方差基于以下公式获得:

29、

30、

31、其中,表示k-1时刻调整后的预测状态协方差集合;

32、依次表示k-γ,k-γ+1,...,k-2,k-1时刻调整后的预测状态协方差。

33、优选的,所述预测条件数基于以下公式获得:

34、

35、其中,表示中的奇异值最大值;表示中的奇异值较小值;u1,u2∈[3,6]。

36、优选的,所述归一化预测条件数集合基于以下公式获得:

37、

38、

39、

40、

41、

42、

43、其中,依次表示k-γ+1,k-γ+2,...,k-1,k时刻的预测条件数;依次表示k-γ+1,k-γ+2,...,k-1,k时刻的归一化预测条件数;min表示求最小值;max表示求最大值。

44、优选的,所述区域归一化预测状态协方差集合基于以下公式获得:

45、

46、

47、

48、

49、

50、

51、其中,依次表示k-γ+1,k-γ+2,...,k-1,k时刻更新后的预测状态协方差;

52、依次表示k-γ+1,k-γ+2,...,k-1,k时刻的区域归一化预测状态协方差。

53、优选的,所述调整后的预测状态协方差集合基于以下公式获得:

54、

55、

56、其中,表示k时刻的状态预测误差集合;α和β表示遗忘因子;表示k-1时刻的区域归一化预测状态协方差集合。

57、优选的,和的计算公式为:

58、

59、

60、其中,λ表示比例因子;

61、优选的,状态向量组σk基于以下公式获得:

62、

63、σk={σi,k},i=0,1...2n;

64、其中,pxk表示k时刻的真实状态协方差矩阵;表示的第i列;σi,k表示σk中的第i个元素。

65、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本专利技术公开提供了一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其可以提高预测精度和预测稳定性。

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【技术保护点】

1.一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述预测状态向量基于以下公式获得:

3.根据权利要求2所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述预测状态协方差基于以下公式获得:

4.根据权利要求3所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述更新后的预测状态向量基于以下公式获得:

5.根据权利要求4所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述更新后的状态协方差基于以下公式获得:

6.根据权利要求5所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述预测条件数基于以下公式获得:

7.根据权利要求6所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述归一化预测条件数集合基于以下公式获得:

8.根据权利要求7所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述区域归一化预测状态协方差集合基于以下公式获得:

9.根据权利要求8所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述调整后的预测状态协方差集合基于以下公式获得:

10.根据权利要求9所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于:

...

【技术特征摘要】

1.一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述预测状态向量基于以下公式获得:

3.根据权利要求2所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述预测状态协方差基于以下公式获得:

4.根据权利要求3所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述更新后的预测状态向量基于以下公式获得:

5.根据权利要求4所述的一种地外星表探测器移动轨迹预测方法,其特征在于,所述更新后的状态协方差基于以下公式获得:

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:禹霁阳黄丹卢玲
申请(专利权)人:中国兵器科学研究院
类型:发明
国别省市:

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