[发明专利]基于非线性偏差演化的空间非合作目标天基搜索方法

权利要求书

1.基于非线性偏差演化的空间非合作目标天基搜索方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)根据地面初始测定轨数据，得到天基观测平台的轨道根数Ele₀、空间非合作目标相对于天基观测平台具有一定偏差的粗略相对状态均值m₀与协方差矩阵P₀，作为天基搜索的初始输入参数；

2)考虑二阶非线性项影响计算相对状态转移张量及状态量到仅测角观测量的转移张量，并采用张量积将两个状态转移张量拼接为初始相对状态到终端仅测角观测量的转移张量；

3)基于步骤2)计算的状态转移张量，将初始相对状态的均值m₀与协方差矩阵P₀非线性地转换为测角空间角度量的均值m^J与协方差矩阵P^J，将相对状态空间的位置误差椭球转换为测角空间的角度误差椭圆；

4)采用螺旋矩形式相机指向搜索策略，搜索空间非合作目标直至目标捕获或者任务结束。

2.根据权利要求1所述的基于非线性偏差演化的空间非合作目标天基搜索方法，其特征在于，所述步骤2)的详细步骤包括：

2.1)在LVLH坐标系中，定义空间目标相对于观测平台的视线方向与xy平面的夹角为俯仰角从xy平面转向z轴为正，反之为负；视线方向在xy平面内的投影与x轴方向的夹角为方位角A∈(-π,π)，从x轴开始沿逆时针方向度量为正；在上述定义下，观测平台对空间非合作目标进行扫描搜索的观测方程Z＝[E,A]^T为：

2.2)计算相对状态量位置x,y,z、速度v_x,v_y,v_z到仅测角观测量俯仰角E、方位角A转换的一阶状态转移矩阵H¹和二阶状态转移张量H²，其中，H¹为2×6的矩阵，H²为2×6×6的张量；

其中，h₁²,h₂²为H²的元素，H²(:,:,i)(i＝1,2)表示二阶状态转移张量的第i维子矩阵；

2.3)根据观测平台t₀时刻的轨道根数Ele₀，考虑二阶非线性项影响计算预报相对状态偏差的一阶状态转移矩阵ψ¹(t,t₀)与二阶状态转移张量ψ²(t,t₀)，解析非线性的相对状态偏差预报方程为

其中，x(t₀)表示初始t₀时刻的相对状态，x(t)表示任意t时刻的相对状态，表示张量积运算；

2.4)通过矩阵及张量积运算，将步骤2.2)中计算的状态转移张量H¹、H²和步骤2.3)中计算的状态转移张量ψ¹、ψ²拼接为初始相对状态到终端仅测角观测量的转移张量，拼接方法如下：

其中，φ¹、φ²分别为初始相对运动状态偏差到任意时刻仅测角观测量偏差的一阶状态转移矩阵和二阶状态转移张量；i,a,b,α,β为通用指标变量，i∈{1,2},a,b,α,β∈{1,2,…,6}，表示张量φ²第i维α行β列的元素；(7)式对相同指标使用爱因斯坦求和约定，即相同字母标号出现两次表示对该字母整个取值情况求和，但省略求和符号。