(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211066219.2 (22)申请日 2022.09.01 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 211106 江苏省南京市江宁区将军大 道29号 (72)发明人 龚柏春　王子文　李爽　廖文和　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 专利代理师 徐晓鹭 (51)Int.Cl. G01C 21/24(2006.01) G06T 7/20(2017.01) G06T 7/70(2017.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于星群无源感知的非合作目标机动 检测及跟踪方法 (57)摘要 本发明一种基于星群无源感知的非合作目 标机动检测及跟踪方法， 依靠 滤波器新息获取检 验参数， 就能利用星群观测来实现仅测角的非合 作目标机动检测和持续跟踪。 其以星群对目标的 观测量为依据， 计算出任意时刻下滤波器新息概 率分布， 并通过滑动窗口的方式来处理滤波器新 息， 获取新息滑窗均值的概率分布并归一化处 理， 获取检测量。 然后， 通过求取检测量的最大值 概率分布以解决观测量对各轴机动敏感性不同 的问题。 最后， 以检验结果为依据， 通过对滤波器 的协方差矩阵进行自适应放缩， 从而实现了对机 动后目标的相对导 航定轨。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115143971 A 2022.10.04 CN 115143971 A 1.一种基于星群无源感知的非合作目标机动检测及跟踪方法， 该方法是通过分析卫星 星群对非合作目标卫星的测角信息来 实现的， 其中星群又包括从星和主星， 其特征在于， 包 括以下步骤： 步骤1， 建立星群对目标卫星的观测模型 z； 步骤2， 建立基于线性化C ‑W的星群相对运动动力学模型 Xk， 表示k时刻下目标卫星相对 于星群卫星的状态； 步骤3， 基于所述观测模型 z得到滤波器新息 ∆z， 结合所述动力学模型， 分析未发生机 动时目标卫星 k时刻的滤波器新息 ∆zk满足的概 率分布∆zk~N； 步骤4， 基于 ∆zk~N， 为k时刻的滤波器新息 ∆zk添加滑窗， 获取新息滑窗均值的概率分 布 ， 并得到新息滑窗均值 ； 步骤5， 归一化新息滑窗均值得到归一化的检测量， 并对该检测量采用最大概率分布 以表示目标进行机动的事件 M的发生概率； 设定 的值以获得目标机动 的检测门限值 ξ， 基于检测门限值 ξ判定目标卫星是否产生机动， 当判断为产生机动时进入 步骤6， 反 之， 则进行 下一滑窗 窗口的机动判断； 步骤6， 基于归一化的检测量中最大概率的分量对滤波器协方差矩阵大小进行矫正， 用 于k+1时刻的机动检测， 返回步骤3 。 2.根据权利要求1所述的基于星群无源感知的非合作目标机动检测及跟踪方法， 其特 征在于， 步骤1中的观测模型为： ， 其中z为观测量，  angle、 basel ine分别表示目 标卫星相对于星群的角度以及星群卫星的基线， 具体为： 其中，α、 β分别表示星群卫星对目标的方位角与俯仰角， Ri(i=1,2,…,n)为星群从星在 主星的轨道坐标系下的位置， 下 标c为星群主 星编号， 下 标1,2,…,n为星群中从星的编号。 3.根据权利要求2所述的基于星群无源感知的非合作目标机动检测及跟踪方法， 其特 征在于， 步骤2中动力学模型 具体为： 其中， 为C‑W方程中的状态转移矩阵、 G为C‑W方程中的控制矩阵，  uk‑1为目标的相对星群主 卫星的机动， ωk‑1为动力学误差噪声， 1n+1×1为元素为1的向量。 4.根据权利要求3所述的基于星群无源感知的非合作目标机动检测及跟踪方法， 其特权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115143971 A 2征在于， 步骤3中滤波器新息满足的概 率分布为： 其中，∆zk为k时刻的滤波器新息，  Hk为观测模型在 k时刻对Xk的估计值 的偏导矩 阵，  •2表示矩阵的各元素平方， 、 与 分别表示状态估计、 模型误差与测 量误差在k‑1时刻的方差， N表示均值 为0的正态分布。 5.根据权利要求4所述的基于星群无源感知的非合作目标机动检测及跟踪方法， 其特 征在于， 新息滑窗均值的概 率分布为： 其中， 为新息滑窗均值， 为窗口数， 为窗口长度， 。 6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于星群无源感知的非合作目标机动检测及跟 踪方法， 其特 征在于， 步骤5具体为： 步骤5.1， 归一 化新息滑窗均值， 获得归一 化的检测量： 其中，m表示观测量元素的序号， 表示 窗口下第 m个观测量元素的归一化检测 量， 表示 第m个元素的方差； 步骤5.2， 采用归一 化的检测量的最大值 概率分布作为目标机动检测概 率： 其中， M表示目标进行机动的事 件， 为检测门限对应概率值， ξ为检测门限值， n为 星群中从星个数； 步骤5.3， 基于设置的检测概率 得到检测门限ξ的值， 基于检测门限 ξ检测目标 卫星是否发生机动。 7.根据权利要求6所述的基于星群无源感知的非合作目标机动检测及跟踪方法， 其特 征在于， 步骤5.3中检测目标卫星是否发生机动具体为： 采用若干个连续窗口进行检测， 当权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115143971 A 3