Mejorando la Predicción de Órbita de los Elementos de Dos Líneas con Determinación de Órbita Utilizando un Algoritmo Híbrido del Método Simplex y Algoritmo Genético
Autores: Liu, Jinghong; Wu, Chenyun; Long, Wanting; Yuan, Bo; Zhang, Zhengyuan; Sang, Jizhang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejorando la Predicción de Órbita de los Elementos de Dos Líneas con Determinación de Órbita Utilizando un Algoritmo Híbrido del Método Simplex y Algoritmo Genético
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Satélites
Desechos orbitales
Evitación de colisiones
Determinación de órbita
Conjuntos de datos TLE
Algoritmo híbrido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Con el número rápidamente creciente de satélites y desechos orbitales, la evitación de colisiones y la predicción de reentrada son muy importantes para la conciencia situacional en el espacio. Una predicción orbital precisa a través de la determinación de órbitas es crucial para mejorar la seguridad espacial. Los conjuntos de datos de elementos de dos líneas (TLE) están disponibles públicamente para usuarios de todo el mundo. Sin embargo, los conjuntos de datos tienen calidades y sesgos desiguales, lo que resulta en un crecimiento exponencial de los errores de predicción orbital en la dirección a lo largo de la trayectoria. Se propone un algoritmo híbrido del método simplex y el algoritmo genético para mejorar la precisión de la determinación de órbitas utilizando TLE. Los parámetros del algoritmo se ajustan para lograr el mejor rendimiento de la predicción orbital. Se eligen seis satélites con efemérides en formato de predicción consolidada (CPF) y cuatro satélites con efemérides de órbita precisa (PODs) para probar el rendimiento del algoritmo. En comparación con los resultados del método de mínimos cuadrados y el método simplex basado en simulación de Monte Carlo, el nuevo algoritmo demostró sus superioridades en la predicción orbital. El algoritmo muestra una mejora de precisión de hasta el 40.25% para 10 días de predicción orbital en comparación con el uso del último elemento de dos líneas. Además, se utilizan seis satélites para evaluar la eficiencia temporal, y los experimentos demuestran que el algoritmo híbrido es robusto y tiene eficiencia computacional.
Descripción
Con el número rápidamente creciente de satélites y desechos orbitales, la evitación de colisiones y la predicción de reentrada son muy importantes para la conciencia situacional en el espacio. Una predicción orbital precisa a través de la determinación de órbitas es crucial para mejorar la seguridad espacial. Los conjuntos de datos de elementos de dos líneas (TLE) están disponibles públicamente para usuarios de todo el mundo. Sin embargo, los conjuntos de datos tienen calidades y sesgos desiguales, lo que resulta en un crecimiento exponencial de los errores de predicción orbital en la dirección a lo largo de la trayectoria. Se propone un algoritmo híbrido del método simplex y el algoritmo genético para mejorar la precisión de la determinación de órbitas utilizando TLE. Los parámetros del algoritmo se ajustan para lograr el mejor rendimiento de la predicción orbital. Se eligen seis satélites con efemérides en formato de predicción consolidada (CPF) y cuatro satélites con efemérides de órbita precisa (PODs) para probar el rendimiento del algoritmo. En comparación con los resultados del método de mínimos cuadrados y el método simplex basado en simulación de Monte Carlo, el nuevo algoritmo demostró sus superioridades en la predicción orbital. El algoritmo muestra una mejora de precisión de hasta el 40.25% para 10 días de predicción orbital en comparación con el uso del último elemento de dos líneas. Además, se utilizan seis satélites para evaluar la eficiencia temporal, y los experimentos demuestran que el algoritmo híbrido es robusto y tiene eficiencia computacional.