本发明属于新一代信息，具体涉及一种非合作目标卫星的脉冲机动检测方法。
背景技术：
1、近年来，空间态势感知对空间安全具有重要意义，受到了广泛关注。非合作目标的轨道机动检测是空间态势感知的重要组成部分。同时，机动检测在分析非合作目标卫星行为模式、识别目标行为意图、避免碰撞威胁等方面起到了重要作用，是航天大国争相发展且必须突破的关键技术。
2、由于观测噪声和轨道摄动的影响，当轨道机动幅值较小时，难以区分轨道变化产生的原因，这就给机动检测带来了巨大的困难。如何在缺少非合作目标机动先验信息的情况下，快速且可靠地检测未知机动是一项严峻的挑战。
3、现阶段的卫星机动检测方法主要可分为两大类：滑动窗口方法和卡尔曼滤波方法。现有文献patera, r. p. “space event detection method.” journal ofspacecraft and rockets, vol. 45, no. 3, 2008, pp. 554–559.中采用了滑动窗口拟合方法进行机动检测，设置一个滑动窗口以过滤噪声并估计轨道参数。将轨道参数估计值和测量数据的差值以及相应的时间保存在数组中。当这一差值超过预设的阈值时，则声明发生了轨道机动。文献li, t., li, k., and chen, l. “new manoeuvre detectionmethod based on historical orbital data for low earth orbit satellites.”advances in space research, vol. 62, no. 3, 2018, pp. 554–567.中采用滑动窗口分析轨道根数的历史数据，通过片段窗口内数据的异常点来实现机动检测。然而该方法需要机动的最小幅度这一先验信息。这两种思路都无法有效地在缺少非合作目标机动先验信息的情况下实现小幅值机动检测。
4、现有文献kaderali, s., and misra, a. “detection and characterisationof unknown maneuvers in spacecraft.” acta astronautica, vol. 205, 2023, pp.310–318.中改进了检测参数，采用改进后的扩展卡尔曼滤波以检测脉冲机动。文献jiang,y., yang, h., baoyin, h., and ma, p. “extended kalman filter with inputdetection and estimation for tracking manoeuvring satellites.” the journal ofnavigation, vol. 72, no. 3, 2019, pp. 628–648.基于马氏距离和扩展卡尔曼滤波器实现了轨道机动检测。然而滤波方法较为复杂，计算需求较高，这对于较小的公司来说有时是不可行的，并且基于滤波器的方法对小幅值机动的检测成功率同样较低。
技术实现思路
1、针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于滑动窗口的非合作目标卫星脉冲机动检测方法，以解决现有技术对小幅值脉冲机动检测成功率低、检测误差大的问题。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、本发明的一种非合作目标卫星的脉冲机动检测方法，包括步骤如下：
4、步骤一：根据定轨导航得到非合作目标卫星的位置、速度信息计算出轨道根数的测量值，利用非合作目标卫星的初始状态和假设的动力学模型计算得到非合作目标的轨道根数的参考值；
5、步骤二：分析机动前后轨道根数的变化情况，选择合适的轨道根数作为检测参数，将检测参数的测量值与参考值作差，得到检测参数的偏差值；
6、步骤三：将所述检测参数的偏差值作为输入，采用改进后的滑动窗口拟合方法，将待处理的检测参数偏差值放在两个指定大小的滑动窗口中，在窗口内采用最小二乘法对检测参数偏差值拟合，用左窗口末端的拟合值减去右窗口起始处的拟合值，得到了两窗口的拟合差值，将所述作为机动检测指标；
7、步骤四：遍历所有的机动检测指标，计算得到检测阈值，将机动检测指标与检测阈值进行比较，若检测指标大于设定的阈值，则认为该时刻发生了机动。
8、进一步的，所述步骤一具体包括：
9、步骤1.1设定非合作目标卫星的测量值包括，其中 x为量测值， r、 v分别表示非合作目标卫星在j2000坐标系下的位置和速度，、，其中 x、 y、 z表示非合作目标卫星在j2000坐标系中的三轴位置坐标， v x、 v y、 v z表示非合作目标卫星在j2000坐标系中的三轴速度；通过非合作目标卫星的位置、速度得到其对应的轨道六根数测量值，包括轨道半长轴 a，偏心率 e，倾角 i，升交点赤经ω，近地点幅角 w和真近点角；
10、步骤1.2根据非合作目标卫星的初始位置、速度和包含 j2摄动的二体动力学模型递推计算得到非合作目标卫星的位置、速度参考值，通过计算最终得到其轨道六根数的参考值。
11、进一步的，包含 j2摄动的二体动力学模型，具体为，其中表示因 j2引起的摄动加速度，的表达式为：
12、；
13、其中， μ为地球引力系数， j2表示地球扁率系数， r e表示地球平均半径， x、 y、 z表示非合作目标卫星在j2000系中的三轴位置坐标。
14、进一步的，所述步骤二具体包括：对非合作目标卫星的轨道六根数逐一分析，得到所述非合作目标卫星机动前后轨道根数的变化情况；
15、选择轨道六根数中的半长轴 a、偏心率 e和倾角 i作为机动检测参数，将步骤一中根据非合作目标卫星的位置、速度测量量计算得到的检测参数测量值减去由包含 j2摄动的二体动力学模型递推得到的参考值，将差值作为检测参数的偏差值。
16、进一步的，所述步骤三具体包括：
17、利用改进后的滑动窗口拟合方法，在待检时刻的左右两侧分别放置预置大小的滑动窗口，在左右窗口内分别对步骤二中选择的三种检测参数的偏差值 d进行最小二乘拟合，用左窗口末端的拟合值减去右窗口起始处的拟合值，得到了两窗口的拟合差值，将所述拟合差值视作机动检测指标，得到三种机动检测指标，分别是半长轴检测指标、偏心率检测指标和倾角检测指标：
18、。
19、进一步的，所述步骤四具体包括：
20、步骤4.1，计算无机动情况下三种机动检测指标的概率分布；
21、步骤4.2，根据4.1中机动检测指标的概率分布计算得到检测阈值，将机动检测指标与检测阈值进行比较，若检测指标大于设定的阈值，则认为该时刻发生了机动。
22、本发明的有益效果：
23、本发明基于滑动窗口拟合方法，所用的数学模型较为简单，计算需求较小。本发明分析了机动前后的轨道根数变化情况，选择了合适的机动检测参数，并利用改进后的滑动窗口拟合方法，设置了能够有效表征机动的检测指标。本发明通过比较机动检测指标与阈值，可以快速且可靠地实现脉冲机动检测，尤其是小幅值脉冲机动。本发明主要针对近地轨道，也可以通过动力学模型的代换扩展到其他类型的轨道。本发明整体思路新颖，有较强的创新性和工程应用前景。
1.一种非合作目标卫星的脉冲机动检测方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的非合作目标卫星的脉冲机动检测方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：
3.根据权利要求2所述的非合作目标卫星的脉冲机动检测方法，其特征在于，包含j2摄动的二体动力学模型，具体为，其中表示因j2引起的摄动加速度，的表达式为：
4.根据权利要求1所述的非合作目标卫星的脉冲机动检测方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：
5.根据权利要求1所述的非合作目标卫星的脉冲机动检测方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：
6.根据权利要求1所述的非合作目标卫星的脉冲机动检测方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：
