一种航天器机动的检测方法与流程

　　本发明涉及一种航天器机动检测的方法，根据航天器轨道数据计算轨道机械能，根据能量的变化判断机动的发生，确定机动时间、机动加速度及机动力，属于航天测控领域。

　　1、机动检测对于非合作空间目标的定轨预报非常重要，目前常用定轨法进行分析，但是由于非合作目标的机动时间和机动力大小均未知，而定轨法很难将机动时间和机动力同时解算，机动检测效率很低，因此机动检测目前还是非合作目标轨道研究的难点之一。

　　1、针对非合作目标轨道机动检测难题，本发明提出了一种基于轨道能量分析航天器机动检测方法，一次性解算机动时间和机动力大小，速度快、准确度较高；此外本发明方法无需增加额外的观测量，且对轨道数据的覆盖要求不高。

　　5、如果航天器轨道数据为轨道根数数据，将轨道根数转换为位置和轨道速度，利用轨道速度计算归一化的航天器的动能，利用航天器位置和地球重力场模型计算航天器的重力位能，利用日地位置、地月位置关系计算太阳和月球的引力位能；

　　8、式中，e为航天器轨道机械能，vearth为航天器的重力位能，m为航天器质量，v为航天器速度，vmoon、vsun为月球和太阳引力的位能；

　　11、式中，an为航天器的非保守力引起的切向加速度，e为航天器轨道机械能，s为飞行距离；

　　12、(3)利用标准大气模型或者大气密度观测值计算航天器的理论大气阻力加速度，利用光压模型计算理论太阳光压引起的切向加速度；

　　15、其中，cd是大气阻力系数，ρ是利用标准大气模型计算或者观测得到的轨道大气密度，a是航天器迎风截面积，v是航天器速度，va为当地大气的速度；

　　16、根据太阳的位置和航天器的面积、位置参数计算太阳光压引起的切向加速度as。

　　17、(4)根据非保守力加速度、理论大气阻力加速度和理论太阳光压加速度计算航天器切向机动加速度大小：

　　21、选取航天器的非保守力引起的切向加速度an的时间序列，计算得到an的均方根误差，取均方根误差的4倍作为an最大误差，取ad+as的理论值或理论值的4倍均方根误差作为ad+as的最大误差，取an与ad+as的最大误差之和作为切向机动加速度am的最大误差；

　　22、若存在切向机动加速度am大于am最大误差的情况，则判断有短时机动发生，切向机动加速度am大于am最大误差对应的时间即为机动时间；

　　23、若不存在切向机动加速度am大于am的最大误差的情况，分析轨道机械能e的变化，若e存在持续增大，即所选数据序列的平均能量变化率de/dt0，则判断有持续机动发生，对切向机动加速度am进行平滑处理，即选取合适的时间窗口对切向机动加速度进行滑动平均；通过切向机动加速度am与大气阻力加速度和太阳光压加速度之和ad+as的最大误差进行比较来判断航天器的机动发生；若平滑后的切向机动加速度am均大于大气阻力加速度与太阳光压加速度之和ad+as的最大误差，am大于ad+as最大误差的数据对应的时间即为机动时间；

　　29、本发明采用能量法计算航天器机械能变化和切向加速度，通过计算航天器的机械能变化分析航天器是否存在机动，通过轨道机械能与非保守力的关系计算非保守力和机动加速度，判断是否存在机动，并确定机动时间和机动力大小，无需做定轨计算，因此本发明方法可以一次性解算机动时间和机动力大小，速度快、准确度较高；此外本发明方法无需增加额外的观测量，且对轨道数据的覆盖要求不高，因此，本发明方法操作方便、适用性强、成本低。

　　2.根据权利要求1所述的一种航天器机动的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，如果航天器轨道数据为轨道根数数据，将轨道根数转换为位置和轨道速度，利用轨道速度计算归一化的航天器的动能，利用航天器位置和地球重力场模型计算航天器的重力位能，利用日地位置、地月位置关系计算太阳和月球的引力位能；

　　3.根据权利要求2所述的一种航天器机动的检测方法，其特征在于，步骤(3)中，根据太阳的位置和航天器的面积、位置参数计算太阳光星空综合集团官网压引起的切向加速度as。

　　4.根据权利要求2所述的一种航天器机动的检测方法，其特征在于，步骤(3)中，利用标准大气模型或者大气密度计算航天器的理论大气阻力加速度ad。

　　5.根据权利要求3所述的一种航天器机动的检测方法，其特征在于，大气密度是利用标准大气模型计算或者观测得到的轨道大气密度。

　　6.根据权利要求4所述的一种航天器机动的检测方法，其特征在于，步骤(5)具体包括：

　　7.根据权利要求6所述的一种航天器机动的检测方法，其特征在于，所述步骤(5)中，选取航天器的非保守力引起的切向加速度an的时间序列，计算得到an的均方根误差，取均方根误差的4倍作为an最大误差，取ad+as的理论值或理论值的4倍均方根误差作为ad+as的最大误差，取an与ad+as的最大误差之和作为航天器的非保守力引起的切向加速度am的最大误差。

　　本发明涉及一种航天器机动检测的方法，属于航天测控领域。本发明采用能量法计算航天器机械能变化和切向加速度，通过计算航天器的机械能变化分析航天器是否存在机动，通过轨道机械能与非保守力的关系计算非保守力和机动加速度，判断是否存在机动，并确定机动时间和机动力大小，无需做定轨计算，因此本发明方法可以一次性解算机动时间和机动力大小，速度快、准确度较高；此外本发明方法无需增加额外的观测量，且对轨道数据的覆盖要求不高，因此，本发明方法操作方便、适用性强、成本低。

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