神经网络在北斗导航卫星轨道预报中的应用

李晓杰, 郭 睿, 黄 金, 朱陵凤, 谭红力, 董恩强

李晓杰, 郭 睿, 黄 金, 朱陵凤, 谭红力, 董恩强. 神经网络在北斗导航卫星轨道预报中的应用[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(9): 1253-1258. DOI: 10.13203/j .whu g is20130603
引用本文: 李晓杰, 郭 睿, 黄 金, 朱陵凤, 谭红力, 董恩强. 神经网络在北斗导航卫星轨道预报中的应用[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(9): 1253-1258. DOI: 10.13203/j .whu g is20130603
lixiao j ie, guorui, huangjin, zhulin gf en g, tan hon g li, dongen q ian g. a pp licationofartificialneuralnetworktoorbitpredictionofbeidounavi g ationsatellites[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(9): 1253-1258. DOI: 10.13203/j .whu g is20130603
Citation: lixiao j ie, guorui, huangjin, zhulin gf en g, tan hon g li, dongen q ian g. a pp licationofartificialneuralnetworktoorbitpredictionofbeidounavi g ationsatellites[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(9): 1253-1258. DOI: 10.13203/j .whu g is20130603

神经网络在北斗导航卫星轨道预报中的应用

基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 41204022);上海市空间导航与定位技术重点实验室基金资助项目( 12dz2273300)。
详细信息
    作者简介:

    李晓杰,博士,工程师,现从事卫星精密定轨研究

  • 中图分类号: p228.41

a pp licationofartificialneuralnetworktoorbitpredictionofbeidounavi g ationsatellites

Funds: thenationalnaturalsciencefoundationofchina,no.41204022;theop enin gpro j ectofshan g haike ylaborator yofs p acenavi g ationandpositiontechni q ues,no.12dz227330 0.
  • 摘要: 导航卫星的自主定轨是提高卫星导航系统生存能力的一个重要手段,在解决导航星座自主定轨中涉及到高精度的轨道预报,提高轨道预报精度对于自主定轨精度有着重要意义。针对利用动力学模型得到的预报轨道随时间推移精度衰减较快的问题,本文提出了一种改进北斗导航卫星中长期轨道预报精度的新方法。利用神经网络作为建立预报模型的工具,在动力学模型的基础上建立神经网络模型,通过对历史时刻预报误差的学习及训练,掌握其变化规律,再用于补偿和改进当前时刻的预报轨道,以达到提高预报精度的目的。本文制定了导航卫星轨道中长期预报方案,并利用实测数据进行了实验分析,结果表明,采用神经网络模型补偿预报轨道误差时,不同卫星在不同初始时刻下的改进效果是不同的。预报15d导航卫星的轨道精度由318m提高至19m,预报30d轨道精度由1757m 提高至49m。预报15d、 30d轨道改进幅度分别为41%~80%/32%~88%。
    Abstract: autonomousorbitdeterminationofsatellitesisimp ortanttoimp rovetheavailabilit yofasatellitenavi g ations y stem,andde p endsonhi g h-p recisionorbitp redictions.theorbitp redictedwithad y namicsmodelhasthep roblemofhi g hdilution.tosolvethisp roblem,amethodisp ro p osedtoimp rovelon g-termorbitp redictionsforbeidousatellitesbasedonanartificialneuralnetwork( ann)model.wedevelo p edanannmodelbasedonthed y namicsmodel ,inordertodeterminethevariationcharacteristicsintheorbitp redictionerrorsb ylearnin gandtrainin ghistoricalorbitp redictionerrors.weusedthisann modeltoimp rovetheaccurac yoforbitp redictionsb yestimatin gandcorrectin gp redictionerrors.formedium-termandlon g-termorbitp redictions,ex p erimentalresultsshowedthatorbitp redictionerrorsafterthea pp licationofthep ro p osedann modelwerelessthanthosebasedonthed y namicmodel.theeffectivenessoftheimp rovementsvarieswithdifferentsatellitesandinitiale p ochs.theerroroforbitp redictionsforthe15-da yp redictionwasreducedto19mfrom318m;and,forthe30-da yp rediction,wasreducedto49mfrom1757m.theimp rovementratiosforthe15-da yand30-da yp redictionswere41%~80% and32%~88%,res p ectivel y.
  • 期刊类型引用(28)

    1. 吕峥,孙群,温伯威,张付兵,马京振. 顾及形状相似性的道路与居民地协同化简方法. 地球信息科学学报. 2024(05): 1270-1282 . 百度学术
    2. 铁占琦. 利用改进的Hausdorff距离匹配多尺度线要素. 地理空间信息. 2024(05): 62-65 . 百度学术
    3. 王庆社,王雅欣,姜青香,郭思慧. “天地图·北京”多源道路数据融合关键技术研究. 北京测绘. 2024(06): 874-879 . 百度学术
    4. 陈钉均,梁芮嘉. 基于特征聚类驾驶员服从度跟驰模型参数标定. 计算机仿真. 2024(10): 126-132 . 百度学术
    5. 齐杰,王中辉,李驿言. 基于图卷积神经网络的道路网匹配. 测绘通报. 2023(12): 19-24+44 . 百度学术
    6. 吴冰娇,王中辉,杨飞. 用于多尺度道路网匹配的语义相似性计算模型. 测绘科学. 2022(03): 166-173 . 百度学术
    7. 蒋阳升,俞高赏,胡路,李衍. 基于聚类站点客流公共特征的轨道交通车站精细分类. 交通运输系统工程与信息. 2022(04): 106-112 . 百度学术
    8. 周秀华,李乃强. 基于多种相似度特征的道路实体融合方法. 测绘通报. 2021(08): 102-105+157 . 百度学术
    9. 秦育罗,宋伟东,张在岩,孙小荣. 顾及几何特征和拓扑连续性的道路网匹配方法. 测绘通报. 2021(08): 55-60 . 百度学术
    10. 杨飞,王中辉. 河系几何相似性的层次度量方法. 地球信息科学学报. 2021(12): 2139-2150 . 百度学术
    11. 程绵绵,孙群,季晓林,赵云鹏. 改进平均Fréchet距离法及在化简评价中的应用. 测绘科学. 2020(03): 170-177 . 百度学术
    12. 赵元棣,田英杰,吴佳馨. 航空器飞行轨迹相似性度量及聚类分析. 中国科技论文. 2020(02): 249-254 . 百度学术
    13. Wenyue GUO,Anzhu YU,Qun SUN,Shaomei LI,Qing XU,Bowei WEN,Yuanfu LI. A Multisource Contour Matching Method Considering the Similarity of Geometric Features. Journal of Geodesy and Geoinformation Science. 2020(03): 76-87 . 必应学术
    14. 秦育罗,郭冰,孙小荣. 改进Hausdorff距离及其在多尺度道路网匹配中的应用. 测绘科学技术学报. 2020(03): 313-318 . 百度学术
    15. 郝志伟,李成名,殷勇,武鹏达,吴伟. 一种基于Fréchet距离的断裂等高线内插算法. 测绘通报. 2019(01): 65-68+74 . 百度学术
    16. 郭文月,刘海砚,孙群,余岸竹,丁梓越. 顾及几何特征相似性的多源等高线匹配方法. 测绘学报. 2019(05): 643-653 . 百度学术
    17. 宗琴,彭荃,秦万英. 一种基于模糊矩阵的空间面对象相似性度量算法. 北京测绘. 2019(10): 1218-1221 . 百度学术
    18. 李兆兴,翟京生,武芳. 线要素综合的形状相似性评价方法. 武汉大学学报(信息科学版). 2019(12): 1859-1864 . 百度学术
    19. 周家新,陈建勇,单志超,陈长康. 航空磁探中潜艇目标的联合估计检测方法研究. 兵工学报. 2018(05): 833-840 . 百度学术
    20. 郭宁宁,盛业华,吕海洋,黄宝群,张思阳. 径向基函数神经网络的路网自动匹配算法. 测绘科学. 2018(03): 45-50 . 百度学术
    21. 张瀚,李静,吕品,徐永志,刘格林. 六角格网的弧线矢量数据量化拟合方法. 计算机辅助设计与图形学学报. 2018(04): 557-567 . 百度学术
    22. 邵世维,刘辉,肖立霞,王恒. 一种基于Fréchet距离的复杂线状要素匹配方法. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(04): 516-521 . 百度学术
    23. 苏满佳,张逸鸿,谢荣臻,朱海飞,管贻生,毛世鑫. 连续软体机器人的结构范型与形态复现. 机器人. 2018(05): 640-647+672 . 百度学术
    24. 宗琴,姜树辉,刘艳霞. 多尺度矢量地图中模糊相似变换及其度量模型. 测绘科学. 2018(11): 72-78 . 百度学术
    25. 郭文月,刘海砚,孙群,余岸竹,季晓林. 利用最长公共子序列度量线要素相似性的方法. 测绘科学技术学报. 2018(05): 518-523 . 百度学术
    26. 郭宁宁,盛业华,黄宝群,吕海洋,张思阳. 基于人工神经网络的多特征因子路网匹配算法. 地球信息科学学报. 2016(09): 1153-1159 . 百度学术
    27. 杨亚辉. 利用几何相似性快速测量鱼重的数学模型. 电子技术与软件工程. 2016(20): 182-183 . 百度学术
    28. 逯跃锋,张奎,刘硕,吴跃,赵硕,李强,冯晨. 一种基于斜率差和方位角的矢量数据匹配算法. 山东大学学报(工学版). 2016(06): 31-39 . 百度学术

    其他类型引用(30)

计量
  • 文章访问数:  1541
  • HTML全文浏览量:  50
  • PDF下载量:  764
  • 被引次数: 58
出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-25
  • 发布日期:  2015-09-04

目录

    /

    返回文章
    返回