基于多视线融合的高轨近场感知队形设计

来源：系统工程与电子技术杂志2023年第12期北京时间：

作者：范大伟, 蔡伟伟, 杨乐平, 张润德

单位：国防科技大学空天科学学院, 湖南 长沙 410073

摘要：针对高轨卫星近场态势感知(near-field situation awareness, NSA)问题, 提出了基于多视线(line-of-sight, LOS)融合的多星协同NSA方案, 研究了考虑相对状态估计精度、光照约束等因素的NSA队形设计方法。首先, 基于系统状态方程、测量方程, 以及扩展卡尔曼滤波算法, 构建了多LOS融合的NSA模型; 然后, 通过理论分析获得了LOS夹角越趋近90°, 目标位置估计误差越小的NSA队形设计准则; 进一步考虑光照、有界性相对运动等约束条件, 提出了NSA队形优化策略, 并利用罚函数法对由NSA队形优化问题转换得到的非线性规划问题进行求解。数值仿真验证了所提出的多LOS融合NSA模型、队形设计准则和NSA队形优化策略的有效性。

关键词：多航天器,仅测角,近场态势感知,队形设计,非合作目标