跟踪使用开普勒运动模型空间碎片

s =提高;rng (2020);现场= trackingScenario (“IsEarthCentered”,真的,“InitialAdvance”,“UpdateInterval”,…“StopTime”,3600,“UpdateRate”,0.1);

%生成一个人口的碎片numDebris = 100;范围= 7 e6 + 1 e5 * randn (numDebris, 1);ecc = 0.015 + 0.005 * randn (numDebris, 1);公司= 80 + 10 *兰德(numDebris, 1);局域网= 360 *兰德(numDebris, 1);w = 360 *兰德(numDebris, 1);ν= 360 *兰德(numDebris, 1);%转换为初始位置和速度为i = 1: numDebris [r, v] = oe2rv(范围(i), ecc (i),公司(我),局域网(i), w (i),ν(我));数据(我)。InitialPosition = r;% #好< SAGROW >数据(我)。InitialVelocity = v;% #好< SAGROW >结束%创建平台和分配使用keplerorbit运动轨迹模型为i = 1: numDebris碎片(i) =平台(现场);% #好< SAGROW >碎片(i)。轨迹= helperMotionTrajectory (@keplerorbit,…“SampleRate”,0.1,…%集成步骤10秒“位置”、数据(我).InitialPosition…“速度”、数据(我).InitialVelocity);% #好< SAGROW >结束

%创建一个空间监视站在太平洋station1 =平台(场景,“位置”,(180 0));%创建第二个监视站在大西洋station2 =平台(场景,“位置”-20年[0 0]);%在北极附近,创建一个第三监视站在冰岛station3 =平台(场景,“位置”,(65 -20 0));%创建第四个监视站在南极附近station4 =平台(场景,“位置”,-90 0 0);

%创建扇形单站雷达监视太空垃圾对象radar1 = fusionRadarSensor (1,…“UpdateRate”,0.1,…10秒“ScanMode”,“没有扫描”,…“MountingAngles”,90 0][0,…查找“FieldOfView”(120;30),…度“ReferenceRange”2 e6,…米“RangeLimits”[0 2 e6],…“ReferenceRCS”10…dBsm“HasFalseAlarms”假的,…“HasElevation”,真的,…“AzimuthResolution”,0.01,…度“ElevationResolution”,0.01,…度“RangeResolution”,100,…米“之内”,真的,…“DetectionCoordinates”,“场景”);station1。传感器= radar1;radar2 =克隆(radar1);radar2。SensorIndex = 2;station2。传感器= radar2;radar3 =克隆(radar1);radar3。SensorIndex = 3; station3.Sensors = radar3; radar4 = clone(radar1); radar4.SensorIndex = 4; station4.Sensors = radar4;

f = uifigure;观众= trackingGlobeViewer (f,“技术”,“卫星”,“ShowDroppedTracks”、假);%添加信息框上的全球观众infotext = simulationInfoText (0, 0, 0);infobox = uilabel (f,“文本”infotext,“FontColor”(1 1 1),“字形大小”11…“位置”(300 70),“可见”,“上”);%显示雷达梁上covcon = coverageConfig(现场);covcon plotCoverage(查看器,“ECEF”);而推进(场景)信息框。文本= simulationInfoText(场景。SimulationTime 0 numDebris);plotPlatform(查看器碎片,“ECEF”);结束%的快照的场景快照(观众);

%定义跟踪器追踪= trackerJPDA (“FilterInitializationFcn”@initKeplerUKF,…“HasDetectableTrackIDsInput”,真的,…“ClutterDensity”1 e-20…“AssignmentThreshold”1 e3,…“DeletionThreshold”10 [7]);%复位的情况下,种子,和全球范围内显示重启(现场);现场。StopTime = 1800;% 30分钟明确的(观众);%减少碎片的历史深度查看器。PlatformHistoryDepth = 2;%显示10-sigma协方差椭圆为更好的可见性查看器。NumCovarianceSigma = 10;covcon plotCoverage(查看器,“ECEF”);%初始化跟踪confTracks = objectTrack.empty (0,1);而推进(场景)plotPlatform(观众,碎片);时间= scene.SimulationTime;%生成检测检测=检测(现场);plotDetection(查看器,检测,“ECEF”);%生成和更新detectableInput = isDetectable(跟踪、时间covcon);如果isLocked(跟踪)| | ~ isempty(检测)[confTracks ~, allTracks信息]=追踪(检测、时间detectableInput);confTracks = deleteBadTracks(跟踪、confTracks);confTracks plotTrack(查看器,“ECEF”);结束信息框。文本= simulationInfoText(时间,元素个数(confTracks) numDebris);%移动相机在模拟快照开关时间情况下100坎波斯(观众[90 150 5 e6]);camorient(观众,[0 -65 345]);drawnow im1 =快照(观众);情况下270坎波斯(查看器(60 -120 2.6 e6));camorient(观众[20 -45 20]);drawnow情况下380坎波斯(查看器(60 -120 2.6 e6));camorient(观众[20 -45 20]);drawnow im2 =快照(观众);情况下400年%重置坎波斯(查看器(17.3 -67.2 2.400 e7));camorient(查看器(360 -90 0));drawnow情况下1500坎波斯(观众[54 2.3 - 6.09 e6]);camorient(观众,[0 -73 348]);drawnow情况下1560 im3 =快照(观众);drawnow结束结束%恢复随机种子rng(年代);

imshow (im1);

imshow (im2);

imshow (im3)

函数国家= keplerorbit(状态,dt)% keplerorbit执行数值积分预测的状态%开普勒的身体。状态是[x, vx; y; v; z; vz]% 4龙格-库塔积分法:k1 =开普勒(状态);k2 =开普勒(国家+ dt * k1/2);k3 =开普勒(国家+ dt * k2/2);k4 =开普勒(国家+ dt * k3);状态= + dt * (k1 + 2 * k2 + 2 * k3 + k4) / 6;函数dstate =开普勒(状态)x =状态(1:);vx =状态(2:);y =状态(3:);v =状态(4:);:z =状态(5日);:vz =状态(6日);μ= 398600.4405 * 1 e9;% s m ^ 3 ^ 2ω= 7.292115 e-5;% rad /秒r =规范([x y z]);g =μ/ r ^ 2;% non-intertial坐标系坐标,占科里奥利%和向心加速度ax =ω- g * x / r + 2 * * v +ω^ 2 * x;唉=ω- g * y / r - 2 * * vx +ω^ 2 * y;阿兹= r - g * z /;dstate = [vx;斧子;v;是的;vz; az);结束结束

函数过滤器= initKeplerUKF(检测)%假定雷达返回[x y z]变长度输入宗量measmodel = @ (x) x ([1 3 5]:);detNoise = detection.MeasurementNoise;sigpos = 0.4;% msigvel = 0.4;% m / s ^ 2量= detection.Measurement;initState =[多边环境(1);0;量(2);0;量(3);0];过滤器= trackingUKF (@keplerorbit measmodel initState,…“StateCovariance”、诊断接头(repmat ([10000]。^ 2, 1, 3)),…“ProcessNoise”、诊断接头(repmat ([sigpos, sigvel]。^ 2, 1, 3)),…“MeasurementNoise”,detNoise);结束

函数(r, v) = oe2rv (a, e, i,局域网,w,ν)%参考:软化,穆勒&白色,天体动力学基础2.5秒μ= 398600.4405 * 1 e9;% s m ^ 3 ^ 2%表示r和病灶周边系统的vcnu = cosd(ν);snu =信德(ν);p = * (1 - e ^ 2);r = p / (1 + e *读书;学校r_peri = [r *制度;r * snu;0);v_peri =√μ/ p) * (-snu;学校e +制度;0);%水谷进入地心赤道坐标系家族= cosd(局域网);超人=信德(局域网);连续波= cosd (w);sw =信德(w);ci = cosd(我);如果=信德(我);R =[家族* cw-slan * sw * ci,家族* sw-slan *连续波* ci,超人*如果;…超人*连续波+家族* sw * ci,超人* sw +家族*连续波* ci,家族*如果;…sw * si,连续波* si, ci);r = r * r_peri;v = R * v_peri;结束

函数detectInput = isDetectable(跟踪、时间covcon)如果~ isLocked(跟踪)detectInput = 0 (0, 1,“uint32”);返回结束跟踪= tracker.predictTracksToTime (“所有”、时间);如果isempty(跟踪)detectInput = 0 (0, 1,“uint32”);其他的alltrackid = [tracks.TrackID];isDetectable = 0(元素个数(跟踪),元素个数(covcon),“逻辑”);为i = 1:元素个数(跟踪)跟踪=跟踪(我);pos_scene =。状态([1 3 5]);为j = 1:元素个数(covcon)配置= covcon (j);%旋转位置传感器坐标系:d_scene = pos_scene (:)——config.Position (:);scene2sens = rotmat (config.Orientation,“帧”);d_sens = scene2sens * d_scene (:);(阿兹,el) = cart2sph (d_sens (1) d_sens (2), d_sens (3));如果abs (rad2deg (az) < = config.FieldOfView (1) / 2 & & abs (rad2deg (el) < config.FieldOfView (2) / 2 isDetectable (i, j) = true;其他的isDetectable (i, j) = false;结束结束结束detectInput = alltrackid(任何(isDetectable 2) ';结束结束

函数跟踪= deleteBadTracks(追踪,追踪)%去掉发散跟踪:与协方差> 4 * 1 e8 %—跟踪(20公里标准偏差)%—跟踪估计位置之外的狮子座n =元素个数(跟踪);删除= 0 (1,n,“逻辑”);为i = 1:元素个数(跟踪)(pos机,x) = getTrackPositions(跟踪(我),(1 0 0 0 0 0;0 0 1 0 0 0;0 0 0 0 1 0]);如果规范(pos) < 6500 * 1 e3 | |规范(pos) > 8500 * 1 e3 | |马克斯(x, [],“所有”)> 4 * 1 e8 deleteTrack(跟踪,跟踪(i) .TrackID);删除(i) = true;结束结束跟踪(删除)= [];结束

函数文本= simulationInfoText(时间、numTracks numDebris) = vertcat文本(字符串([的模拟运行时间:num2str(圆(时间/ 60))“(min)”]),…字符串([当前数量的跟踪:num2str (numTracks)]),…字符串([总数的碎片:“num2str (numDebris))));drawnowlimitrate结束