基于神经网络的混合模型轨道预报方法研究

发布时间：2016-06-30 03:01

  本文关键词：神经网络的泛化理论和泛化方法，由笔耕文化传播整理发布。

《南京航空航天大学》 2010年

基于神经网络的混合模型轨道预报方法研究

董泽政  

【摘要】：轨道预报是实现航天任务的前提,提高轨道预报的精度对于轨道设计、跟踪监测、GPS导航定位等领域有着重要的实际意义。基于动力学模型的卫星轨道预报方法通过考虑卫星空间运动中的各种动力学因素,计算出卫星的运动状态,动力学模型的精度直接影响预报精度。由于空间动力学环境的高度复杂性及卫星本身各种参数的不确定性,动力学模型的精度受到限制,预报精度的提高比较困难。 本文基于神经网络混合建模的思想提出一种新的卫星轨道预报方法,预报模型由动力学模型和神经网络模型混合而成。在训练过程中神经网络通过学习动力学模型轨道预报误差来掌握其变化规律,并在预报过程中为动力学模型预报提供补偿,以提高预报精度。课题的主要工作有: 1.地固系和地心惯性系之间高精度转化方案,包括岁差章动模型,自转模型和地球定向参数; 2.卫星高精度轨道预报方案,包括动力学模型的分析和数值积分算法的研究; 3.高精度的定轨方案,包括初轨确定和最优估计算法; 4.神经网络训练算法和泛化能力提高方法; 5.预报模型和预报方案。 本文以GPS卫星作为研究对象,首先实现了对GPS卫星的精密轨道预报,然后对动力学模型预报误差的短期、长期特性进行了分析,在此基础上确定混合模型的两类预报方案:短期预报方案(2-3天)和中长期、长期预报方案(15天以上)。最后的仿真实验证明了混合模型的有效性,预报1天的绝对误差在0.5米附近,3天的预报改进效果优于70%,15-40天预报的改进效果优于50%。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：V412.41
【目录】：

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1 刘根友;GAMIT/GLOBK软件使用的坐标系及其相互转换[J];测绘工程;2003年03期

2 张云飞,郑勇,苏牡丹,吴富梅;基于IERS 2003规范的坐标系转换实现及其方案应用[J];测绘科学;2005年06期

3 陈宪冬;黄丁发;;GPS卫星定轨中的摄动力影响分析[J];测绘科学;2006年06期

4 李鹏;沈正康;王敏;;IGS精密星历的误差分析[J];大地测量与地球动力学;2006年03期

5 张如伟;刘根友;;低轨卫星轨道拟合及预报方法研究[J];大地测量与地球动力学;2008年04期

6 李征航;龚晓颖;刘万科;;导航卫星自主定轨中潮汐摄动影响分析[J];大地测量与地球动力学;2009年02期

7 刘林,王海红,胡松杰;卫星定轨综述[J];飞行器测控学报;2005年02期

8 董晓军,黄珹;Jacchia77大气模式的完备公式[J];中国科学院上海天文台年刊;1996年00期

9 魏海坤,徐嗣鑫,宋文忠;神经网络的泛化理论和泛化方法[J];自动化学报;2001年06期

10 张捷,何妙福;天体力学中的数值积分方法[J];天文学进展;1990年02期

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1 李海生;基于星间测距及方向约束的导航星座自主定轨技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

【共引文献】

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1 陈绘画;朱寿燕;周泽华;;基于遗传神经网络混合模型预测马尾松毛虫发生量的研究[J];安徽农业科学;2009年12期

2 宋启卓;陈龙珠;;人工神经网络在盐渍土盐胀特性研究中的应用[J];冰川冻土;2006年04期

3 周泰;叶怀珍;王亚玲;;基于灰色径向基函数网络的铁路投资规模组合预测[J];北京交通大学学报(社会科学版);2009年04期

4 周宇恒,赵书玲,李钟侠;BP网络泛化能力的改进方法[J];兵工自动化;2004年05期

5 张丽艳;戚发轫;李颐黎;;交会对接远距离导引精度分析[J];北京航空航天大学学报;2006年06期

6 李涛护;刘建胜;秦红磊;李锐;;单星导航HEO卫星初轨确定算法[J];北京航空航天大学学报;2012年06期

7 赵春梅;瞿锋;;无准确初轨信息时星载GPS低轨卫星定轨方法研究[J];测绘科学;2006年03期

8 宋雷;吴斌;彭碧波;周旭华;;使用能量守恒方法恢复CHAMP地球重力场[J];测绘科学;2006年04期

9 马高峰;刘长建;;基于新参考系的极移改正[J];测绘科学;2009年01期

10 丁琳;任留成;侯哲威;;卫星图像斜方位投影正反解变换研究[J];测绘科学;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵庆海;楼楠;;T20光压模型及偏导数的推导[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

2 周必磊;方宝东;尤伟;;卫星双向时间传递中的卫星运动误差研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

3 胡倩;曾大治;谢小刚;;卫星轨道积分算法性能分析[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S03精密定轨与精密定位[C];2012年

4 朱智慧;;BP神经网络方法在海浪数值预报中的释用研究[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年

5 肖云;孙中苗;庞振兴;梁海鸥;;卫星重力发展现状与未来趋势[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年

6 陈刘成;周建华;韩春好;陈金平;;导航卫星历书参数拟合算法研究[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年

7 刘根友;朱才连;欧吉坤;;IGGGPS(Ver.1.0)软件简介[A];《大地测量与地球动力学进展》论文集[C];2004年

8 刘强;高怀保;;TRACK——运行于WINDOWS下的人造卫星星下点轨迹演示软件[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第九次学术会议论文集[C];1996年

9 刘艳芳;洪炳熔;;用两颗GPS卫星确定低轨卫星轨道的线性变换和牛顿下山算法[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十一次学术会议论文集[C];1998年

10 王伟娜;杨慧中;;基于K-L信息度量法扩展训练集与网络泛化能力的研究[A];第二十三届中国控制会议论文集（下册）[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 秦显平;星载GPS低轨卫星定轨理论及方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年

2 黄波;星间测距与导航卫星自主定轨研究[D];华中科技大学;2011年

3 崔展齐;若干软件非功能属性相关的设计和实现技术研究[D];南京大学;2011年

4 刘明;油田热水供暖系统热负荷智能预测技术研究[D];东北石油大学;2011年

5 钟双英;自旋致密双星后牛顿哈密顿系统轨道动力学数值研究[D];南昌大学;2011年

6 周杨;深空测绘时空数据建模与可视化技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年

7 王庆宾;动力法反演地球重力场模型研究[D];解放军信息工程大学;2009年

8 蓝朝桢;空间目标天基光学观测系统建模与探测能力分析[D];解放军信息工程大学;2009年

9 刘光明;基于天基测角信息的空间非合作目标跟踪算法及相关技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

10 习树峰;跨流域调水预报优化调度方法及应用研究[D];大连理工大学;2011年

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1 陶叶青;单基站CORS-RTK精度分析与测量数据处理[D];辽宁工程技术大学;2009年

2 刘欣;河南省CORS系统数据处理与分析[D];河南理工大学;2010年

3 王丹丹;基于月球平动点轨道的星座自主定轨研究[D];解放军信息工程大学;2010年

4 张成义;气动辅助变轨的轨道模拟[D];浙江大学;2010年

5 刘佳;中长期径流预报技术及应用系统研究[D];东华大学;2011年

6 周卓俊;空间碎片环境建模及其电磁散射特性研究[D];西安电子科技大学;2011年

7 丁旭玲;基于构造性神经网络的时间序列预测研究[D];太原理工大学;2011年

8 刘艳生;雷达目标跟踪性能提升的算法研究[D];杭州电子科技大学;2011年

9 朱天一;基于SVM的梅雨量预测研究[D];南京信息工程大学;2011年

10 汪春秀;基于支持向量机的气象预报方法研究[D];南京信息工程大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 常志巧;郝金明;张成军;;GPS精密星历的外推精度分析[J];测绘工程;2006年02期

2 邱蕾;廖远琴;花向红;;基于IGS精密星历的卫星坐标插值[J];测绘工程;2008年04期

3 马开锋;彭碧波;洪樱;;基于卫星轨道特征的低轨卫星星历参数拟合法[J];大地测量与地球动力学;2007年01期

4 王敏,张祖胜,许明元,周伟,李鹏,尤晓青;2000国家GPS大地控制网的数据处理和精度评估[J];地球物理学报;2005年04期

5 王敏;沈正康;董大南;;非构造形变对GPS连续站位置时间序列的影响和修正[J];地球物理学报;2005年05期

6 柳响林,Pavel Ditmar;基于B-spline和正则化算法的低轨卫星轨道平滑[J];地球物理学报;2006年01期

7 阎平凡;人工神经网络的容量、学习与计算复杂性[J];电子学报;1995年05期

8 刘迎春,刘林,王昌彬;关于星-星跟踪的定轨问题[J];飞行器测控学报;2000年02期

9 刘林,刘迎春;关于星-星相对测量自主定轨中的亏秩问题[J];飞行器测控学报;2000年03期

10 马静远,掌静,陆本魁;小卫星星座自主定轨的论证与仿真[J];飞行器测控学报;2004年01期

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 文援兰;航天器精密轨道抗差估计理论与应用的研究[D];解放军信息工程大学;2001年

2 赵黎平;近地卫星自主轨道确定和控制系统研究[D];西北工业大学;2002年

3 刘根友;高精度GPS定位及地壳形变分析若干问题的研究[D];中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所）;2004年

4 焦文海;卫星导航系统坐标基准建立问题的研究[D];中国科学院研究生院（上海天文台）;2003年

5 曾旭平;导航卫星自主定轨研究及模拟结果[D];武汉大学;2004年

6 吴江飞;星载GPS卫星定轨中若干问题的研究[D];中国科学院研究生院（上海天文台）;2006年

7 张艳;基于星间观测的星座自主导航方法研究[D];国防科学技术大学;2005年

8 刘红新;CHAMP卫星定轨方法研究[D];同济大学;2006年

9 王甫红;星载GPS自主定轨理论及其软件实现[D];武汉大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 雷辉;单颗导航卫星定轨研究[D];中国科学院研究生院（上海天文台）;2007年

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1 李葆青;地球卫星的轨道预报简析[J];六盘水师范高等专科学校学报;1997年04期

2 刘建强;极轨气象卫星轨道预报与跟踪[J];海洋预报;1994年03期

3 贺佳;郭庆;;编队飞行卫星覆盖特性研究[J];电子技术应用;2005年11期

4 代明鑫;王雪松;张文明;;基于STK的侦察卫星预警系统设计与仿真[J];计算机仿真;2007年11期

5 史纪鑫;曲广吉;;用SGP4模型和卡尔曼滤波实现空间碎片轨道预报[J];航天器环境工程;2005年05期

6 代明鑫;张文明;王雪松;;基于STK的SAR卫星轨道预报设计与仿真[J];现代防御技术;2008年01期

7 唐歌实;陈明;;载人飞船轨道舱泄压半经验动力学模型建立及分析[J];中国空间科学技术;2009年01期

8 杨维廉;;两行根数的精度评估[J];航天器工程;2009年03期

9 李晓明;经典f、g级数的修正法[J];国防科技大学学报;1991年02期

10 张晓坤,刘迎春,杨新,林宝军;近地卫星星历的高精度星载算法研究[J];航天控制;2005年04期

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1 周建华;杨龙;徐波;谢廷峰;;一种导航卫星中长期轨道预报方法[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

2 周率;唐歌实;李勰;李黎;刘荟萃;;基于实测大气密度数据的神舟四号飞船轨道预报精度分析[A];第28届中国气象学会年会——S15电离层与电波相互作用、空间天气事件数值模拟[C];2011年

3 王万玉;周自宽;;轨道预报及天线控制软件的开发研制[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十一次学术会议论文集[C];1998年

4 韦银高;王万玉;;ERS-1欧洲遥感卫星数据的接收[A];空间探测的今天和未来——中国空间科学学会空间探测专业委员会第七次学术会议论文集（上册）[C];1994年

5 佘明生;;GPS定位数据在载人航天器上的应用[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十一次学术会议论文集[C];1998年

6 王维;李恒年;;GEO导航卫星跨位保轨道预报及确定方法研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S03精密定轨与精密定位[C];2012年

7 刘伟平;郝金明;;GPS多天轨道实时预报方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

8 高怀保;杨林娜;;估计大气密度时太阳和地磁活动的预测问题[A];空间探测的今天和未来——中国空间科学学会空间探测专业委员会第七次学术会议论文集（下册）[C];1994年

9 孟娟;刘丽蓉;;双星探测的计划运控实施[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年

10 李志刚;乔荣川;冯初刚;;厘米级卫星测距技术及其卫星轨道预报[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 林琳;[N];中国气象报;2006年

2 本报记者 王长路;[N];中国妇女报;2011年

3 王江山;[N];中国气象报;2007年

4 喻万勤;[N];乐山日报;2006年

5 本报记者 徐昕;[N];计算机世界;2000年

6 赵永新;[N];人民日报;2008年

7 通讯员 宗兆盾　谢波 记者 付毅飞;[N];科技日报;2011年

8 本报记者 陈瑜　通讯员 马璟 王朝社;[N];科技日报;2009年

9 本报记者 余建斌;[N];人民日报;2010年

10 田兆运　林利栓;[N];新华每日电讯;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 程昊文;航天器轨道理论在空间目标编目管理中的应用[D];南京大学;2012年

2 刘磊;基于天基监视的空间目标测向初轨确定研究[D];国防科学技术大学;2010年

3 朱圣英;小天体探测器光学导航与自主控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张晓坤;星载轨道预报算法和轨道机动仿真研究[D];中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）;2005年

2 刘冰;环月航天器轨道预报方法研究[D];国防科学技术大学;2006年

3 代明鑫;区域反卫星侦察技术研究[D];国防科学技术大学;2006年

4 祝芙英;单颗导航卫星及探月飞行器的轨道确定研究[D];中国科学院研究生院（上海天文台）;2007年

5 董泽政;基于神经网络的混合模型轨道预报方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

6 刘伟平;导航卫星快速定轨和预报方法研究[D];解放军信息工程大学;2011年

7 杨志涛;航天器轨道力学在空间目标监测中的应用[D];南京大学;2012年

8 刘亚琼;基于IGS系统的导航卫星自主定轨仿真计算[D];中国科学院研究生院（国家授时中心）;2010年

9 李海生;基于星间测距及方向约束的导航星座自主定轨技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

10 肖宝秋;特定构形卫星星座优化设计[D];中国地质大学;2013年

  本文关键词：神经网络的泛化理论和泛化方法，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：63614