[发明专利]一种重力卫星非保守力建模方法和系统

权利要求书

1.一种重力卫星非保守力建模方法，其特征在于，包括：

将当前时刻的加速度计状态向量作为初始值，结合状态转移矩阵和状态方程确定下一时刻的状态估算值，并确定所述状态估算值的方差协方差矩阵；

基于观测方程确定测量噪声的协方差矩阵；

根据所述噪声的协方差矩阵、所述状态估算值的方差协方差矩阵和设计矩阵确定滤波增益；

利用状态方程，根据所述状态估算值、所述滤波增益和所述测量噪声确定下一时刻的状态估算向量和所述下一时刻的状态估算向量的方差协方差矩阵；

以所述下一时刻的状态估算向量作为新的初始值，返回“将当前时刻的加速度计状态向量作为初始值，结合状态转移矩阵和状态方程确定下一时刻的状态估算值，并确定所述状态估算值的方差协方差矩阵”的步骤，直至所有时刻的状态全部处理完成后，输出状态估计向量的最佳估计值。

2.根据权利要求1所述的重力卫星非保守力建模方法，其特征在于，所述状态方程的构建过程为：

根据航天器的三维模型，构建辐射光压模型和大气阻力模型；

根据航天器非保守力模型得到加速度预测值；所述航天器非保守力模型包括：辐射光压模型和大气阻力模型；

通过滑动窗口处理方法拟合所述加速度预测值得到加速度-时间拟合模型；根据加速度计的特征以及非保守力物理模型的误差特征设置加速度值、加速度计偏差因子参数、尺度因子参数、航天器非保守力模型第一误差参数和航天器非保守力模型第二误差参数；

根据加速度值、加速度计偏差因子参数、尺度因子参数、航天器非保守力模型第一误差参数和航天器非保守力模型第二误差参数确定当前时刻的状态向量方程，并利用加速度-时间拟合模型对前一时刻的状态向量求导得到转移矩阵；

根据所述转移矩阵和过程噪声构建状态方程。

3.根据权利要求2所述的重力卫星非保守力建模方法，其特征在于，所述观测方程的构建过程为：

对加速度计数据进行预处理得到观测向量；

根据所述观测向量建立第一观测方程；

根据初始观测向量对第一观测方程进行线性化得到所述观测方程。

4.一种重力卫星非保守力建模系统，其特征在于，包括：

第一方差协方差矩阵确定模块，用于将当前时刻的加速度计状态向量作为初始值，结合状态转移矩阵和状态方程确定下一时刻的状态估算值，并确定所述状态估算值的方差协方差矩阵；

协方差矩阵确定模块，用于基于观测方程确定测量噪声的协方差矩阵；

滤波增益确定模块，用于根据所述噪声的协方差矩阵、所述状态估算值的方差协方差矩阵和设计矩阵确定滤波增益；

第二方差协方差矩阵确定模块，用于利用状态方程，根据所述状态估算值、所述滤波增益和所述测量噪声确定下一时刻的状态估算向量和所述下一时刻的状态估算向量的方差协方差矩阵；

最佳估计值确定模块，用于以所述下一时刻的状态估算向量作为新的初始值，返回“将当前时刻的加速度计状态向量作为初始值，结合状态转移矩阵和状态方程确定下一时刻的状态估算值，并确定所述状态估算值的方差协方差矩阵”的步骤，直至所有时刻的状态全部处理完成后，输出状态估计向量的最佳估计值。

5.根据权利要求4所述的重力卫星非保守力建模系统，其特征在于，还包括状态方程构建模块；所述状态方程构建模块包括：

模型构建单元，用于根据航天器的三维模型，构建辐射光压模型和大气阻力模型；

加速度预测单元，用于根据航天器非保守力模型得到加速度预测值；所述航天器非保守力模型包括：辐射光压模型和大气阻力模型；

加速度-时间拟合单元，用于通过滑动窗口处理方法拟合所述加速度预测值得到加速度-时间拟合模型；根据加速度计的特征以及非保守力物理模型的误差特征设置加速度值、加速度计偏差因子参数、尺度因子参数、航天器非保守力模型第一误差参数和航天器非保守力模型第二误差参数；

转移矩阵确定单元，用于根据加速度值、加速度计偏差因子参数、尺度因子参数、航天器非保守力模型第一误差参数和航天器非保守力模型第二误差参数确定当前时刻的状态向量方程，并利用加速度-时间拟合模型对前一时刻的状态向量求导得到转移矩阵；

状态方程构建单元，用于根据所述转移矩阵和过程噪声构建状态方程。

6.根据权利要求5所述的重力卫星非保守力建模系统，其特征在于，还包括观测方程构建模块；所述观测方程构建模块包括：

观测向量确定单元，用于对加速度计数据进行预处理得到观测向量；

第一观测方程构建单元，用于根据所述观测向量建立第一观测方程；

第二观测方程构建单元，用于根据初始观测向量对第一观测方程进行线性化得到所述观测方程。