目录 “空天前沿技术丛书”序一 “空天前沿技术丛书”序二 序 前言 第1章绪论 1.1轨道偏差演化分析问题描述 1.1.1典型偏差因素 1.1.2偏差演化问题 1.2太空态势感知中的偏差演化问题 1.2.1数据关联 1.2.2异常检测 1.2.3碰撞预警 1.2.4空间碎片环境分析 1.2.5传感器任务调度 1.3轨道偏差演化分析方法研究进展 1.3.1蒙特卡罗仿真 1.3.2线性方法 1.3.3非线性方法 1.3.4其他方法 参考文献 第2章轨道偏差演化基本理论 2.1基本动力学模型 2.1.1坐标系定义及转换 2.1.2轨道动力学方程 2.2随机动力学基本理论 2.2.1概率论与随机过程 2.2.2高斯分布 2.3偏差演化基本方法 2.3.1蒙特卡罗仿真 2.3.2无迹变换方法 2.3.3概率密度函数单点映射的换元法 参考文献 第3章多项式混沌展开方法 3.1多项式混沌展开基本理论 3.1.1正交多项式 3.1.2自适应正交多项式 3.1.3PCK方法 3.1.4留一法误差评估 3.2非干涉多项式混沌展开系数求解方法 3.2.1最小二乘回归方法 3.2.2最小角回归方法 3.2.3正交匹配追踪方法 3.2.4子空间追踪方法 3.2.5贝叶斯压缩感知方法 3.3干涉多项式混沌展开系数求解方法 3.4灵敏度估计 3.5算例分析 3.5.1非干涉PCE算例 3.5.2PCK算例 3.5.3干涉多项式混沌展开算例 参考文献 第4章状态转移张量法 4.1绝对轨道状态转移张量 4.1.1轨道动力学方程 4.1.2无机动的状态转移张量 4.1.3脉冲机动下的状态转移张量 4.2基于状态转移张量的偏差演化分析 4.2.1统计矩分析 4.2.2脉冲机动下的分段预报方法 4.2.3脉冲机动下的连续预报方法 4.3算例分析 4.3.1问题配置 4.3.2状态转移张量精度对比 4.3.3分段偏差预报结果对比 4.3.4连续偏差预报结果对比 参考文献 第5章微分代数方法 5.1微分代数理论 5.1.1函数空间及其代数 5.1.2最小微分代数结构₁D₁ 5.1.3微分代数结构_nD_v 5.2基于微分代数的高阶状态转移多项式 5.2.1非线性轨道高阶状态转移多项式 5.2.2轨道高阶状态转移多项式的时间维拓展 5.3基于高阶状态转移多项式的轨道偏差传播方法 5.3.1偏差分布密度变换 5.3.2偏差统计特征计算 5.3.3偏差样本点打靶仿真 5.4算例分析 5.4.1非线性轨道高阶状态转移多项式 5.4.2基于微分代数的概率密度变换 5.4.3基于微分代数的偏差统计矩传播 参考文献 第6章高斯混合模型 6.1高斯混合模型基本原理 6.1.1不同分布间的距离测度 6.1.2不同分布间的似然函数 6.2一维随机变量概率密度函数的GMM分割 6.2.1一维正态分布分割 6.2.2一维均匀分布分割 6.3多维随机变量概率密度函数的GMM分割 6.3.1分割方向选取 6.3.2多维分割 6.3.3多维合并 6.4基于GMM的轨道偏差演化 6.4.1GMM-STT方法 6.4.2GMM-UT方法 6.5算例分析 6.5.1GMM-STT结果 6.5.2GMM-UT结果 参考文献 第7章相对轨道偏差演化方法 7.1相对轨道运动问题描述 7.1.1相对轨道参数定义 7.1.2相对运动方程研究现状 7.2考虑J₂摄动的解析非线性相对运动方程 7.2.1吻切相对轨道根数的非线性变换 7.2.2平均相对轨道根数的非线性预报 7.2.3相对运动状态转移张量 7.2.4方程的奇异情况分析 7.2.5方程精度仿真分析 7.3非线性相对轨道偏差的状态转移张量 7.4非线性相对轨道偏差演化分析 7.4.1自由相对运动时协方差分析 7.4.2从航天器脉冲机动时协方差分析 7.4.3主航天器脉冲机动时协方差分析 7.4.4非线性概率密度函数演化分析 7.5算例分析 7.5.1问题配置 7.5.2自由相对运动工况 7.5.3从航天器机动工况 7.5.4主航天器机动工况 7.5.5不同初始条件下的偏差演化对比 7.5.6结果讨论 参考文献 第8章轨道边值问题偏差映射方法 8.1兰伯特问题求解方法 8.1.1拉格朗日转移时间方程 8.1.2基于普适变量的转移时间方程 8.1.3终端速度解算 8.2二体兰伯特问题偏差高阶映射 8.2.1兰伯特问题输入和输出的高阶展开 8.2.2微分代数的部分求逆法 8.2.3微分代数Householder方法 8.3摄动兰伯特问题偏差高阶映射 8.3.1摄动轨道动力学方程 8.3.2基于高阶映射的速度修正 8.3.3自适应同伦迭代求解器 8.4算例分析 8.4.1二体兰伯特问题高阶映射算例 8.4.2摄动兰伯特问题高阶映射算例 8.4.3边值问题高阶偏差映射在行星际转移中的应用 参考文献 第9章太空目标编目短弧数据关联 9.1太空目标编目问题描述 9.1.1数据关联 9.1.2未关联数据处理 9.2基于容许域与偏差演化的短弧关联 9.2.1观测数据预处理 9.2.2容许域定义与计算 9.2.3基于偏差演化的弧段关联 9.3短弧聚类方法 9.4仿真分析 参考文献 第10章太空目标轨道机动检测 10.1轨道机动检测问题描述 10.2基于逆向移动滑窗的历史机动检测方法 10.2.1基本理论 10.2.2自适应轨道机动检测模型 10.2.3机动检测窗口自适应改进 10.2.4算例分析 10.3基于偏差演化的机动轨道关联方法 10.3.1偏差数据获取 10.3.2基于正向偏差预报的轨道异常判断 10.3.3基于逆向偏差预报的异常轨道关联 10.3.4机动量估计 10.3.5算例分析 10.4基于神经网络的机动检测方法 10.4.1机动特征参数构建 10.4.2神经网络训练样本构建 10.4.3算例分析 参考文献 第11章太空目标碰撞预警与规避 11.1接近分析方法 11.1.1问题描述 11.1.2接近分析数值法 11.1.3基于接近分析的碰撞预警 11.1.4仿真分析 11.2高斯分布偏差碰撞概率计算 11.2.1问题描述 11.2.2短期相遇碰撞概率 11.2.3仿真分析 11.3非高斯分布偏差碰撞概率计算 11.3.1问题描述 11.3.2数值方法 11.3.3解析方法 11.3.4仿真分析 11.4碰撞规避方法 11.4.1问题描述 11.4.2避撞机动优化一般模型 11.4.3考虑工程约束的避撞机动优化模型 11.4.4仿真分析 参考文献 第12章解体碎片云撞击风险分析 12.1问题概述 12.2解体碎片云密度分布计算 12.2.1碎片云的密度描述 12.2.2基于换元法的密度变换 12.2.3基于狄拉克函数的密度变换 12.2.4状态转移矩阵 12.3解体碎片云撞击态势模型 12.3.1碎片入射通量 12.3.2碎片云对航天器的撞击率 12.3.3碎片云对航天器累积撞击次数 12.3.4碎片云对航天器的碰撞概率 12.4算例分析 12.4.1密度与通量验证 12.4.2国际空间站受撞击态势算例分析 参考文献 第13章小行星轨道偏差演化与撞击预警 13.1小行星撞击风险分析研究现状 13.1.1撞击概率计算研究 13.1.2撞击风险预警系统建设 13.2小行星撞击预警基础理论 13.2.1小行星轨道运动方程 13.2.2小行星飞行轨道摄动项分析 13.2.3小行星撞击概率计算基本理论 13.3小行星轨道偏差演化方法 13.3.1轨道偏差演化问题 13.3.2基于状态转移张量的偏差演化方法 13.3.3算例分析 13.4小行星撞击概率计算方法 13.4.1撞击概率计算问题描述 13.4.2基于蒙特卡罗方法的撞击概率计算 13.4.3基于高斯混合模型的撞击概率计算 13.4.4算例分析 参考文献 第14章考虑偏差影响的鲁棒交会轨道规划 14.1鲁棒交会轨道规划问题 14.2鲁棒性评价指标设计 14.2.1鲁棒性评价指标定义 14.2.2鲁棒性评价指标计算 14.3鲁棒最优交会规划模型 14.3.1优化变量 14.3.2目标函数 14.3.3约束条件 14.3.4规划模型总结 14.4算例分析 14.4.1问题配置 14.4.2多目标Pareto前沿解对比 14.4.3总速度增量指标对比 14.4.4鲁棒性指标对比 14.4.5鲁棒规划的偏差评估方法对比 参考文献 附录A非奇异轨道根数下的相对状态转移张量 A.1吻切轨道根数的非线性变换张量 A.1.1常数与中间变量 A.1.2P矩阵的行向量 A.1.3张量Q的子矩阵的非零元素 A.1.4状态变换矩阵与张量 A.2平均轨道根数的非线性预报张量 A.2.1常数与中间变量 A.2.2G矩阵的行向量 A.2.3张量H的子矩阵的非零元素 A.2.4状态转移矩阵与张量 A.3一阶Jacobi矩阵的逆 ..更多