MEO和GEO中基于批量最小二乘的两线元素集去偏置与伪轨道确定
地球与行星天体物理
2024-12-23 v1 天体物理仪器与方法
信号处理
最优化与控制
摘要
由于近地轨道关键轨道区的拥堵问题日益严重，对位于近地轨道物体提供准确且及时的状态预测正在变得越来越重要。两线元素集（TLE）目录至今仍是众所周知的、全面的近地物体轨道预报来源之一。然而，TLE受到测量噪声的影响，且受SGP4理论准确性限制，导致状态预测存在显著不确定性。先前文献表明，使用批量最小二乘方法滤波TLE可显著提高长期状态预测准确性。然而，该过程对TLE质量高度敏感，而TLE质量 throughout the year 可能有所变化。本研究表明，采用长度为数月的延长拟合窗口，或在状态估计前去除沿轨道位置中的系统偏差，可显著降低残差后位置误差。用于估计这些系统偏差的简单模型被证明有效，而无需引入高复杂度的机器学习（ML）模型。此外，通过建立TLE基准误差度量标准，无需高精度轨道预报即可创建这些模型。对于选定的中地球轨道（MEO）区的卫星，拟合后位置误差可降低最高80%，从约5公里降至1公里；对于选定的地球静止轨道（GEO）/地球同步轨道（GSO）区卫星，可抑制位置误差中的大幅振荡。
引用
@article{arxiv.2412.15793,
title = {Debiasing of Two-Line Element Sets for Batch Least Squares Pseudo-Orbit Determination in MEO and GEO},
author = {Max I. Hallgarten La Casta and Davide Amato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.15793},
year = {2024}
}
备注
Preprint submitted to Advances in Space Research, 32 pages, 21 figures, 7 tables