低轨空间目标甚短弧初轨关联

利用地基或天基光学观测技术进行低轨道(low earth orbit,LEO)目标编目库扩展,两个关键技术为甚短弧初轨确定(initial orbit determination,IOD)和初轨关联,针对这两个问题提出了距离搜索方法和几何方法。利用中国科学院国家天文台长春人卫站地基光电阵观测的角度数据和天基光学仿真角度数据进行实验。结果表明,利用距离搜索法进行甚短弧初轨确定,处理天基和地基数据的成功率约为90%;利用几何法进行初轨关联,相同目标初轨关联正确率高于80%。利用长春光电阵数据对关联算法进行了不同初轨条件下的大量测试和分析。初轨确定和初轨关联的试验结果验证了距离搜索法和几何法的有效性,表明这两种算法可应用于编目库扩展。     

空间碎片仅角度甚短弧初轨关联研究

随着各国航天技术的发展,持续增多的空间碎片对在轨航天器或卫星的正常运行造成了严重威胁.空间碎片编目是开展空间碰撞预警、航天器规避等工作的基础,研究空间碎片编目技术具有重要的理论价值和实际意义.光学观测空间碎片常用观测手段之一,利用甚短弧光学数据实现新空间目标编目关键问题之一就是初轨关联.无任何先验信息条件下,判断两组初...     

星载光学天文定位的空间目标轨道确定方法

针对地基测量存在时间与空间上的盲区问题,该文研究了天基光学跟踪轨道确定方法,对天基光学测量天文图像处理原理、平台轨道设计问题进行了研究。详细给出了数值法天基光学轨道确定的动力学定轨过程。通过低轨地球轨道(LEO)卫星对中轨地球轨道(MEO)卫星测定轨,在平台轨道误差20 m,测量精度5″,2 d弧长定轨情况下定轨精度达到几十米。LEO平台对地球静止轨道(GEO)平台在平台轨道误差20 m,测量精度5″,轨道确定精度在200 m以内。在LEO跟踪GEO时候,因任务的需求可能会存在单圈次只能短时测量的情况,针对只有单圈30 s的测量弧段,3圈可以达到千米量级,而5圈则可以达到几百米定轨精度。通过对不同场景下的轨道确定精度分析,证实了该文方法的有效性,为相关非合作目标定轨提供一定的参考。     

随机森林在低轨空间目标阻力系数确定问题中的应用

对绝大多数空间目标而言,由于观测条件和观测手段的限制,测轨数据稀疏且精度较低,传统轨道确定时一并解算的大气阻力系数精度稳定性很差。针对这一问题,提出一种基于随机森林的大气阻力系数预测模型。该模型主要利用某个目标的历史大气阻力系数、轨道数据、太阳地磁指数、大气密度等信息预测该目标未来一段时间内的大气阻力系数。仿真GRACE(gravityrecoveryandclimateexperiment)A卫星2002年的测轨数据,进行多个时间段的轨道确定与预报模拟实验。结果表明,相比于传统方法,利用所提模型预测大气阻力系数,再将其应用于轨道确定和预报,7天轨道预报最大误差降幅可达60%,有效抑制了最大误差,为稀疏测轨数据条件下改善空间目标轨道确定与预报精度提供了一种技术途径。     

USB-VLBI综合快速确定环月飞行器短弧轨道

2006-05-29~2006-06-02,有关单位利用欧空局(ESA)的SMART-1环月飞行器进行了USB-VLBI综合测定轨试验,其中一个重要目标就是考察环月飞行器的短弧快速轨道确定能力。这里对综合测轨数据的精度进行了评估,分析了不同类型测轨数据组合和定轨弧长对短弧定轨和预报的影响。利用5 d测量数据进行统计:VLBI时延的RMS约为1 m,时延率的RMS约为0.25 cm/s,USB测速的RMS约为3~6 cm/s,测距的RMS约为1~3 m。30 min定轨及预报一个环月轨道周期(5 h)位置的RMS约为250 m,速度的RMS约为15 cm/s。     

USB-VLBI综合快速确定环月飞行器短弧轨道

2006-05-29～2006-06-02,有关单位利用欧空局(ESA)的SMART-1环月飞行器进行了USB-VLBI综合测定轨试验,其中一个重要目标就是考察环月飞行器的短弧快速轨道确定能力.这里对综合测轨数据的精度进行了评估,分析了不同类型测轨数据组合和定轨弧长对短弧定轨和预报的影响.利用5 d测量数据进行统计:VLBI时延的RMS约为1 m,时延率的RMS约为0.25 cm/s,USB测速的RMS约为3～6 cm/s,测距的RMS约为1～3 m.30 min定轨及预报一个环月轨道周期(5 h)位置的RMS约为250 m,速度的RMS约为15 cm/s.     

联合少量地面控制源的空间信息网轨道确定与时间同步

全球低轨卫星通信星座的发展以及全球导航卫星系统卫星轨道和钟差确定技术的进步,为地基连续运行参考系统(CORS)向近地空间转移提供了必要的基础.空间信息网中低轨卫星节点的使用有助于突破地面参考站布设范围的限制,联合少量境内地面控制源可实现全球高精度空间基准服务.针对空间信息网具有的高动态、网络重构性和伸缩性强的特点,如何利用境内少量地面控制源准确确定空间信息网中低轨卫星轨道和时间基准,是实现天基CORS网全球服务的关键.本文研究了基于骨干网和接入网策略进行空间基准和时间基准统一的方法.试验表明,仅利用5个中国境内测站和2个南北极测站,结合12个低轨卫星节点,即可实现约7 cm精度的骨干网中导航卫星和低轨卫星精密轨道确定.在精确确定骨干网节点轨道的条件下,其他节点的实时定轨精度可达10 cm左右.在空间信息网的时间同步体系方面,提出了网络分层自治策略和新型星间链路用于星间和星地高精度时间比对的方法.结果表明基于通信信号体制可实现10 ns精度量级的时间同步性能.     

基于数据场的空间目标行为挖掘

The advanced data mining technologies and the large quantities of remotely sensed Imagery provide a data mining opportunity with high potential for useful results. Extracting interesting patterns and rules from data sets composed of images and associated ground data can be of importance in object identification, community planning, resource discovery and other areas. In this paper, a data field is presented to express the observed spatial objects and conduct behavior mining on them. First, most of the important aspects are discussed on behavior mining and its implications for the future of data mining. Furthermore, an ideal framework of the behavior mining system is proposed in the network environment. Second, the model of behavior mining is given on the observed spatial objects, including the objects described by the first feature data field and the main feature data field by means of the potential function. Finally, a case study about object identification in public is given and analyzed. The experimental results show that the new model is feasible in behavior mining. Supported by the National 973 Program of China(No.2006CB701305,No.2007CB310804), the National Natural Science Fundation of China (No.60743001), the Best National Thesis Fundation (No.2005047), the National New Century Excellent Talent Fundation (No.NCET-06-0618).     

双天基平台光学测量GEO目标的轨道确定

针对地基测控系统对GEO卫星监测在时间与空间上存在较多盲区、不能实时获取GEO目标的空间态势感知信息、无法有效对非合作性质的GEO目标进行空间监测的问题,提出了天基光学相机的双GEO平台对GEO目标进行轨道确定的技术方案.根据光学可视条件筛选数据,利用生成的模拟数据对GEO目标进行轨道确定,将所得轨道与参考轨道进行比对...     

基于UAVPOS数据的计算机视觉三维重建空间尺度确定

针对UAV倾斜三维建模中计算机视觉算法存在的空间尺度不确定问题,本文提出一种基于UAVPOS数据的空间尺度确定方法。该方法借鉴摄影测量空间定位原理,利用UAV影像附带的POS数据实现具有真实空间尺度/空间坐标的计算机视觉三维重建。为验证该方法的有效性,研制了一个基于计算机视觉库的实景三维重建模块,并使用2个不同场景的、附带不同POS数据的UAV影像进行三维建模及精度分析。结果表明,本文基于UAV POS数据的计算机视觉三维重建空间尺度确定方法不仅能高效重建出高质量的三维模型,还有效解决了空间尺度和空间定位问题,若采用高精度的POS数据,则可重建出空间定位精度高的三维模型。     

基于数据同化的长春市雾霾反演与空间特征分析

近年随着长春地区冬季雾霾天气的频繁出现,大气可吸入颗粒物(PM2.5)已成为长春地区的主要空气污染物之一。遥感技术与污染物模型相结合是近年来预报空气质量的一种有效方法。本文以2015—2016年长春市冬季雾霾天气为例,利用MODIS遥感影像获取的气溶胶光学厚度(AOD),反演长春市地表PM2.5浓度值,得到长春市空气污染物空间分布图,并分析长春市空气污染物的时空分布特征。同时利用AOD反演的PM2.5浓度值作为数据同化资料,对长春市地表PM2.5浓度值进行预报,预测结果令人满意。研究结果表明:数据同化与遥感信息技术结合进行雾霾预测是一种有效的手段,可为雾霾反演的数据提供可靠的信息。     

一种高空间分辨率遥感数据最优分割结果自动化确定方法

基于非监督评价方法框架,采取"粗估计+精确定"的融合策略,提出了一种高空间分辨率遥感数据最优分割结果确定方法.实验结果证明,该方法具有较好的适用性和有效性.与现有非监督评价方法相比,所提出方法的影像最优分割结果更加精确,同时,该方法整个操作过程不需要人工干预,实现了影像最优分割结果确定的完全自动化.