空間目標(biāo)軌道數(shù)據(jù)應(yīng)用：碰撞預(yù)警與態(tài)勢分析

第1章 緒論
1.1 數(shù)據(jù)來源——空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)
1.1.1 空間目標(biāo)監(jiān)視
1.1.2 空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)
1.1.3 國外空間目標(biāo)監(jiān)視網(wǎng)
1.2 數(shù)據(jù)類型——空間目標(biāo)編目數(shù)據(jù)
1.2.1 空間編目數(shù)據(jù)基本信息
1.2.2 編目數(shù)據(jù)的軌道模型
1.2.3 美國發(fā)布的編目數(shù)據(jù)
1.3 數(shù)據(jù)用途——碰撞預(yù)警與態(tài)勢分析
1.3.1 數(shù)據(jù)應(yīng)用的方法
1.3.2 碰撞預(yù)警
1.3.2 態(tài)勢分析

第2章 空間目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)誤差傳播
2.1 坐標(biāo)系的定義
2.2 空間目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)誤差綜述
2.2.1 軌道預(yù)報(bào)誤差的分類
2.2.2 基于軌道模型的誤差外推
2.2.3 與高精度軌道預(yù)報(bào)結(jié)果對比
2.3 協(xié)方差分析描述函數(shù)法
2.3.1 線性系統(tǒng)協(xié)方差分析
2.3.2 非線性系統(tǒng)協(xié)方差分析
2.3.3 基于高斯分布的描述函數(shù)
2.3.4 協(xié)方差描述函數(shù)的軌道應(yīng)用
2.4 基于相對運(yùn)動理論的軌道誤差分析
2.4.1 基于代數(shù)法模型的初始誤差傳播
2.4.2 基于幾何法模型的近圓軌道誤差相關(guān)特性分析

第3章 基于歷史軌道數(shù)據(jù)的誤差分析
3.1 基于歷史軌道數(shù)據(jù)的誤差分析與應(yīng)用綜述
3.1.1 基于歷史數(shù)據(jù)的初始協(xié)方差分析
3.1.2 基于歷史數(shù)據(jù)的協(xié)方差演化函數(shù)擬合
3.1.3 利用歷史數(shù)據(jù)提高軌道長期預(yù)報(bào)精度
3.2 考慮周期特性的誤差數(shù)據(jù)生成
3.2.1 空間目標(biāo)的選擇
3.2.2 誤差數(shù)據(jù)的生成
3.3 誤差數(shù)據(jù)的預(yù)處理
3.3.1 誤差數(shù)據(jù)的二維分組
3.3.2 誤差數(shù)據(jù)異常值檢測
3.4 考慮周期特性的誤差擬合函數(shù)形式的確定
3.4.1 軌道根數(shù)誤差與軌道位置誤差
3.4.2 C-W方程的誤差傳播結(jié)果
3.4.3 泊松級數(shù)
3.5 誤差系數(shù)矩陣的擬合
3.5.1 泊松級數(shù)的最小二乘擬合
3.5.2 泊松級數(shù)階次的確定
3.6 結(jié)果與分析
3.6.1 位置誤差的擬合結(jié)果
3.6.2 泊松系數(shù)矩陣的影響分析
3.6.3 美、俄碰撞衛(wèi)星的誤差分析
3.7 位置速度誤差負(fù)相關(guān)特性的驗(yàn)證

第4章 空間目標(biāo)接近分析
4.1 空間目標(biāo)接近分析的解析方法
4.1.1 Hoots方法
4.1.2 基于軌道長期項(xiàng)的碰撞檢測算法
4.2 空間目標(biāo)接近分析的數(shù)值方法
4.2.1 接近分析的A-R算法
4.2.2 接近分析的A-N算法

第5章 碰撞概率的計(jì)算方法
5.1 碰撞概率計(jì)算方法及簡化
5.1.1 碰撞概率計(jì)算方法綜述
5.1.2 碰撞概率計(jì)算方法的簡化
5.2 圓軌道情形下碰撞概率的顯式表達(dá)式
5.2.1 接近幾何關(guān)系和接近距離的分解
5.2.2 誤差協(xié)方差的轉(zhuǎn)換和投影
5.2.3 碰撞概率的顯式表達(dá)式
5.2.4 算例分析
5.3 一般軌道情形下碰撞概率的顯式表達(dá)式
5.3.1 接近幾何關(guān)系表示的碰撞概率顯式表達(dá)式
5.3.2 接近距離的N、T、W分量表示的碰撞概率顯式表達(dá)式
5.3.3 算例分析
5.4 適用圓軌道假設(shè)的偏心率范圍
5.4.1 橢圓軌道的速度傾角和速度大小
5.4.2 速度傾角非零和速度大小不等的影響
5.4.3 橢圓軌道的綜合影響

第6章 碰撞概率的應(yīng)用研究
6.1 碰撞概率靈敏度分析
6.1.1 碰撞概率靈敏度的定義
6.1.2 基于顯式表達(dá)式的碰撞概率靈敏度推導(dǎo)
6.1.3 算例分析
6.2 最大碰撞概率分析
6.2.1 誤差橢球形狀固定時(shí)的最大碰撞概率
6.2.2 誤差橢球形狀不定時(shí)的最大碰撞概率
6.2.3 特殊情況
6.2.4 算例分析
6.3 碰撞預(yù)警的漏警概率和虛警概率分析
6.3.1 碰撞預(yù)警的實(shí)質(zhì)和誤判
6.3.2 碰撞預(yù)警的安全區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域
6.3.3 漏警概率的計(jì)算
6.3.4 虛警概率的計(jì)算
6.4 碰撞風(fēng)險(xiǎn)綜合評估方法
6.4.1 風(fēng)險(xiǎn)評估參數(shù)和品質(zhì)評估參數(shù)
6.4.2 評估參數(shù)的隸屬函數(shù)
6.4.3 評估參數(shù)的加權(quán)系數(shù)
6.4.4 算例分析

第7章 軌道異常與空間事件分析
7.1 概述
7.1.1 軌道異常與空間事件
7.1.2 基于歷史數(shù)據(jù)的軌道異常分析方法
7.1.3 軌道異常檢測方法的基本步驟
7.2 基于移動窗口曲線擬合的軌道異常檢測
7.2.1 特征軌道根數(shù)的選擇
7.2.2 偏差數(shù)據(jù)的生成
7.2.3 偏差數(shù)據(jù)的異常值檢測方法
7.3 基于預(yù)報(bào)偏差的軌道異常檢測
7.3.1 特征軌道根數(shù)的長期預(yù)報(bào)模型
7.3.2 偏差數(shù)據(jù)的生成和異常檢測
7.3.3 算例分析
7.4 基于漂移率偏差的GEO目標(biāo)軌道異常檢測
7.4.1 特征軌道參數(shù)的選擇和變化規(guī)律分析
7.4.2 漂移率偏差數(shù)據(jù)的生成
7.4.3 偏差數(shù)據(jù)的異常值檢測
7.4.4 算例分析
7.5 軌道異常檢測方法的評估
7.5.1 判別分析及誤判概率
7.5.2 虛警概率
7.5.3 漏警概率
7.5.4 軌道精度需求

第8章 空間碎片環(huán)境與流量分析
8.1 空間碎片環(huán)境模型綜述
8.2 空域劃分方法
8.2.1 空域劃分方法分類
8.2.2 等面積空域劃分模型
8.2.3 等面積空域劃分方案
8.3 空間碎片的空間密度
8.3.1 位置空間和軌道空間
8.3.2 空間密度的定義
8.3.3 空間單元編號及體積計(jì)算
8.3.4 空間密度函數(shù)
8.3.5 停留概率的計(jì)算
8.3.6 空間密度函數(shù)的簡化
8.3.7 典型軌道區(qū)域的空間密度
8.4 空間碎片的速度分布
8.5 空間碎片的碰撞流量
8.5.1 碰撞流量的計(jì)算
8.5.2 典型目標(biāo)軌道的碰撞流量計(jì)算

附錄A T-H方程狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的各元素
附錄B C-W方程計(jì)算得到的協(xié)方差矩陣表達(dá)式
附錄C 第3章部分結(jié)果圖
附錄D 等面積空域劃分方案
參考文獻(xiàn)