空间目标碰撞预警中的碰撞概率问题研究

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1、航空宇航科学与技术专业毕业论文航空宇航科学与技术专业毕业论文 精品论文精品论文 空间目标碰撞预空间目标碰撞预警中的碰撞概率问题研究警中的碰撞概率问题研究关键词：空间目标关键词：空间目标 目标碰撞目标碰撞 碰撞预警碰撞预警 碰撞概率碰撞概率 置信度置信度 规避机动规避机动 空间碎片空间碎片摘要：论文主要研究空间目标碰撞预警与规避机动中与碰撞概率相关的问题， 包括空间目标碰撞概率的计算方法、显式表达式、影响因素和置信度，以及轨 道预报误差传播特性，为空间目标碰撞预警和规避机动打下基础。 介绍了空 间碎片环境概况，分析了空间目标碰撞预警和规避机动的关键技术，提出了基 于碰撞概率的空间目标碰撞预警和规

2、避机动的基本框架。 研究了空间目标碰 撞概率的计算方法。定义了相遇坐标系和积分计算坐标系，通过坐标转换和误 差投影，将碰撞概率的计算问题转化为 2 维概率密度函数(PDF)在圆域内的积分 问题。通过压缩空间的方法，将不等方差 PDF 在圆域内的积分化为等方差 PDF 在椭圆域内的积分，提出了两种概率积分计算方法：极坐标变换化为一重积分 方法和圆近似无穷级数方法。根据近似结果分析了最大碰撞概率和相应的误差 方差的表达式。简单讨论了低相对速度情况下碰撞概率的计算问题。 在圆轨 道情况下推导了空间目标碰撞概率的显式表达式，将碰撞概率表示为交会几何 条件(过交线高度差、过交线时间差、轨道夹角等)和 R

3、SW 坐标系误差方差的显 式函数。根据显式表达式对碰撞概率的诸影响因素进行了分析，得到了一些有 意义的结论。对空间目标碰撞概率的置信度及其估计方法进行了讨论。引入碰 撞概率置信区间和置信度的概念来描述计算得到碰撞概率的可信程度。碰撞概 率是交会条件和位置误差的确定函数，碰撞概率的置信度取决于误差方差的置 信度。基于误差方差的置信度和置信区间，利用显式表达式对碰撞概率的置信 度和置信区间进行了分析，得到了一定简化条件下碰撞概率置信度的评估方法。分析了碰撞概率计算中所需误差协方差矩阵的传播特性。对位置预报误差传 播进行了分析，得到了 TLE 巳预报误差的特性，提出了一种假设解释了该特性。 基于 H

4、ill 方程和 CADET 方法进行了 TLE 初值方差传播分析，分别利用不考虑摄 动偏差和考虑大气摄动偏差的 Hill 方程对 TLE 初值误差进行了分离。 最后， 对一次空间碰撞规避机动实例和美国公布的一周碰撞概率最大交会事件进行了 碰撞概率分析，对碰撞概率方法进行了综合应用。结果表明，本文中提出的碰 撞概率方法是正确的，可以在工程实际中有效应用。正文内容正文内容论文主要研究空间目标碰撞预警与规避机动中与碰撞概率相关的问题，包 括空间目标碰撞概率的计算方法、显式表达式、影响因素和置信度，以及轨道 预报误差传播特性，为空间目标碰撞预警和规避机动打下基础。 介绍了空间 碎片环境概况，分析了空间

5、目标碰撞预警和规避机动的关键技术，提出了基于 碰撞概率的空间目标碰撞预警和规避机动的基本框架。 研究了空间目标碰撞 概率的计算方法。定义了相遇坐标系和积分计算坐标系，通过坐标转换和误差 投影，将碰撞概率的计算问题转化为 2 维概率密度函数(PDF)在圆域内的积分问 题。通过压缩空间的方法，将不等方差 PDF 在圆域内的积分化为等方差 PDF 在 椭圆域内的积分，提出了两种概率积分计算方法：极坐标变换化为一重积分方 法和圆近似无穷级数方法。根据近似结果分析了最大碰撞概率和相应的误差方 差的表达式。简单讨论了低相对速度情况下碰撞概率的计算问题。 在圆轨道 情况下推导了空间目标碰撞概率的显式表达式，

6、将碰撞概率表示为交会几何条 件(过交线高度差、过交线时间差、轨道夹角等)和 RSW 坐标系误差方差的显式 函数。根据显式表达式对碰撞概率的诸影响因素进行了分析，得到了一些有意 义的结论。对空间目标碰撞概率的置信度及其估计方法进行了讨论。引入碰撞 概率置信区间和置信度的概念来描述计算得到碰撞概率的可信程度。碰撞概率 是交会条件和位置误差的确定函数，碰撞概率的置信度取决于误差方差的置信 度。基于误差方差的置信度和置信区间，利用显式表达式对碰撞概率的置信度 和置信区间进行了分析，得到了一定简化条件下碰撞概率置信度的评估方法。 分析了碰撞概率计算中所需误差协方差矩阵的传播特性。对位置预报误差传播 进行

7、了分析，得到了 TLE 巳预报误差的特性，提出了一种假设解释了该特性。 基于 Hill 方程和 CADET 方法进行了 TLE 初值方差传播分析，分别利用不考虑摄 动偏差和考虑大气摄动偏差的 Hill 方程对 TLE 初值误差进行了分离。 最后， 对一次空间碰撞规避机动实例和美国公布的一周碰撞概率最大交会事件进行了 碰撞概率分析，对碰撞概率方法进行了综合应用。结果表明，本文中提出的碰 撞概率方法是正确的，可以在工程实际中有效应用。 论文主要研究空间目标碰撞预警与规避机动中与碰撞概率相关的问题，包括空 间目标碰撞概率的计算方法、显式表达式、影响因素和置信度，以及轨道预报 误差传播特性，为空间目标

8、碰撞预警和规避机动打下基础。 介绍了空间碎片 环境概况，分析了空间目标碰撞预警和规避机动的关键技术，提出了基于碰撞 概率的空间目标碰撞预警和规避机动的基本框架。 研究了空间目标碰撞概率 的计算方法。定义了相遇坐标系和积分计算坐标系，通过坐标转换和误差投影， 将碰撞概率的计算问题转化为 2 维概率密度函数(PDF)在圆域内的积分问题。通 过压缩空间的方法，将不等方差 PDF 在圆域内的积分化为等方差 PDF 在椭圆域 内的积分，提出了两种概率积分计算方法：极坐标变换化为一重积分方法和圆 近似无穷级数方法。根据近似结果分析了最大碰撞概率和相应的误差方差的表 达式。简单讨论了低相对速度情况下碰撞概率

9、的计算问题。 在圆轨道情况下 推导了空间目标碰撞概率的显式表达式，将碰撞概率表示为交会几何条件(过交 线高度差、过交线时间差、轨道夹角等)和 RSW 坐标系误差方差的显式函数。根 据显式表达式对碰撞概率的诸影响因素进行了分析，得到了一些有意义的结论。 对空间目标碰撞概率的置信度及其估计方法进行了讨论。引入碰撞概率置信区 间和置信度的概念来描述计算得到碰撞概率的可信程度。碰撞概率是交会条件和位置误差的确定函数，碰撞概率的置信度取决于误差方差的置信度。基于误 差方差的置信度和置信区间，利用显式表达式对碰撞概率的置信度和置信区间 进行了分析，得到了一定简化条件下碰撞概率置信度的评估方法。 分析了碰

10、撞概率计算中所需误差协方差矩阵的传播特性。对位置预报误差传播进行了分 析，得到了 TLE 巳预报误差的特性，提出了一种假设解释了该特性。基于 Hill 方程和 CADET 方法进行了 TLE 初值方差传播分析，分别利用不考虑摄动偏差和 考虑大气摄动偏差的 Hill 方程对 TLE 初值误差进行了分离。 最后，对一次 空间碰撞规避机动实例和美国公布的一周碰撞概率最大交会事件进行了碰撞概 率分析，对碰撞概率方法进行了综合应用。结果表明，本文中提出的碰撞概率 方法是正确的，可以在工程实际中有效应用。 论文主要研究空间目标碰撞预警与规避机动中与碰撞概率相关的问题，包括空 间目标碰撞概率的计算方法、显式

11、表达式、影响因素和置信度，以及轨道预报 误差传播特性，为空间目标碰撞预警和规避机动打下基础。 介绍了空间碎片 环境概况，分析了空间目标碰撞预警和规避机动的关键技术，提出了基于碰撞 概率的空间目标碰撞预警和规避机动的基本框架。 研究了空间目标碰撞概率 的计算方法。定义了相遇坐标系和积分计算坐标系，通过坐标转换和误差投影， 将碰撞概率的计算问题转化为 2 维概率密度函数(PDF)在圆域内的积分问题。通 过压缩空间的方法，将不等方差 PDF 在圆域内的积分化为等方差 PDF 在椭圆域 内的积分，提出了两种概率积分计算方法：极坐标变换化为一重积分方法和圆 近似无穷级数方法。根据近似结果分析了最大碰撞概

12、率和相应的误差方差的表 达式。简单讨论了低相对速度情况下碰撞概率的计算问题。 在圆轨道情况下 推导了空间目标碰撞概率的显式表达式，将碰撞概率表示为交会几何条件(过交 线高度差、过交线时间差、轨道夹角等)和 RSW 坐标系误差方差的显式函数。根 据显式表达式对碰撞概率的诸影响因素进行了分析，得到了一些有意义的结论。 对空间目标碰撞概率的置信度及其估计方法进行了讨论。引入碰撞概率置信区 间和置信度的概念来描述计算得到碰撞概率的可信程度。碰撞概率是交会条件 和位置误差的确定函数，碰撞概率的置信度取决于误差方差的置信度。基于误 差方差的置信度和置信区间，利用显式表达式对碰撞概率的置信度和置信区间 进行

13、了分析，得到了一定简化条件下碰撞概率置信度的评估方法。 分析了碰 撞概率计算中所需误差协方差矩阵的传播特性。对位置预报误差传播进行了分 析，得到了 TLE 巳预报误差的特性，提出了一种假设解释了该特性。基于 Hill 方程和 CADET 方法进行了 TLE 初值方差传播分析，分别利用不考虑摄动偏差和 考虑大气摄动偏差的 Hill 方程对 TLE 初值误差进行了分离。 最后，对一次 空间碰撞规避机动实例和美国公布的一周碰撞概率最大交会事件进行了碰撞概 率分析，对碰撞概率方法进行了综合应用。结果表明，本文中提出的碰撞概率 方法是正确的，可以在工程实际中有效应用。 论文主要研究空间目标碰撞预警与规避

14、机动中与碰撞概率相关的问题，包括空 间目标碰撞概率的计算方法、显式表达式、影响因素和置信度，以及轨道预报 误差传播特性，为空间目标碰撞预警和规避机动打下基础。 介绍了空间碎片 环境概况，分析了空间目标碰撞预警和规避机动的关键技术，提出了基于碰撞 概率的空间目标碰撞预警和规避机动的基本框架。 研究了空间目标碰撞概率 的计算方法。定义了相遇坐标系和积分计算坐标系，通过坐标转换和误差投影， 将碰撞概率的计算问题转化为 2 维概率密度函数(PDF)在圆域内的积分问题。通 过压缩空间的方法，将不等方差 PDF 在圆域内的积分化为等方差 PDF 在椭圆域内的积分，提出了两种概率积分计算方法：极坐标变换化为

15、一重积分方法和圆 近似无穷级数方法。根据近似结果分析了最大碰撞概率和相应的误差方差的表 达式。简单讨论了低相对速度情况下碰撞概率的计算问题。 在圆轨道情况下 推导了空间目标碰撞概率的显式表达式，将碰撞概率表示为交会几何条件(过交 线高度差、过交线时间差、轨道夹角等)和 RSW 坐标系误差方差的显式函数。根 据显式表达式对碰撞概率的诸影响因素进行了分析，得到了一些有意义的结论。 对空间目标碰撞概率的置信度及其估计方法进行了讨论。引入碰撞概率置信区 间和置信度的概念来描述计算得到碰撞概率的可信程度。碰撞概率是交会条件 和位置误差的确定函数，碰撞概率的置信度取决于误差方差的置信度。基于误 差方差的置

16、信度和置信区间，利用显式表达式对碰撞概率的置信度和置信区间 进行了分析，得到了一定简化条件下碰撞概率置信度的评估方法。 分析了碰 撞概率计算中所需误差协方差矩阵的传播特性。对位置预报误差传播进行了分 析，得到了 TLE 巳预报误差的特性，提出了一种假设解释了该特性。基于 Hill 方程和 CADET 方法进行了 TLE 初值方差传播分析，分别利用不考虑摄动偏差和 考虑大气摄动偏差的 Hill 方程对 TLE 初值误差进行了分离。 最后，对一次 空间碰撞规避机动实例和美国公布的一周碰撞概率最大交会事件进行了碰撞概 率分析，对碰撞概率方法进行了综合应用。结果表明，本文中提出的碰撞概率 方法是正确的，可以在工程实际中有效应用。 论文主要研究空间目标碰撞预警与规避机动中与碰撞概率相关的问题，包括空 间目标碰撞概率的计算方法、显式表达式、影响因素和置信度，以及轨道预报 误差传播特性，为空间目标碰撞预警和规避机动打下基础。 介绍了空间碎片 环境概况，分析了空间目