题 目 基于卫星无源探测的空间飞行器主动段轨道估计与误差分析

摘 要：

本文首先根据观测卫星的初始位置、速度，以及观测卫星的运动方程计算出卫星的轨道，并得到 09 号观测卫星在 50.0s、100.0s、150.0s、200.0s、250.0s 五个时刻的三维位置。

然后利用题目所提供的双星观测数据，按照逐点交汇的方法，初步得到空间飞行器的运行轨迹；接着拟合出一个平面，使得目标飞行器的轨迹点到该平面的距离最小，进而将轨迹点投影到该平面上，再对位置数据进行了拟合，并求出了位置、速度、加速度曲线；将位置量、速度、加速度带入到空间飞行器的运动方程中，估计出空间飞行器的运动模型，并得到了m(t) 的模型。

根据双星观测数据以及由模型反推出的观测量之间的偏差，估计出观测卫星的系统误差。我们经过公式推导发现，三轴指向误差与观测量偏差之间存在线性关系；因此采用最小二乘法对数据进行一次拟合，分别求出了两颗卫星的系统误差。然后消除观测量中的系统误差，重新求出了空间飞行器的轨迹，并拟合出位置、速度、加速度曲线，估计了空间飞行器的运动模型。

最后，我们对单卫星观测进行了设计，推导和利用空间飞行器轨迹的限制条件，缩小了轨迹的搜索区域，并提出了搜索轨迹的方案。