对空间目标定位的双星轨道优化设计与仿真

摘要

双星探测系统是利用光学探测器对空间目标进行探测,并根据得到的观测角对目标进行几何法定位的系统,它可以很好地避免地基探测系统探测弧段短的缺点,但双星对目标的定位精度受其几何构型的影响较大,为了提高定位精度,提出了一种基于序列二次规划算法的双星轨道设计与优化的方法,使优化后的双星探测系统对空间目标的定位误差最小.优化过程中,找到双星到空间目标的平均距离最小的时刻,计算其前后各3分钟时段内定位误差的平均值,作为优化设计的评价函数.经过优化,得到两条最优轨道的轨道六根数.仿真结果表明,考虑双星的位置、速度、观测角度的测量误差后,双星在观测弧度内距目标的平均距离在860km的情况下,经过轨道优化后的双星对空间目标运行时段的中间6分钟的定位平均误差为200m以内.该方法可为双星探测系统提供一种设计最优轨道的方法.