基于分段寻优的轨道异常检测方法

低轨巨型星座卫星的大量部署严重影响了低轨道卫星的运行安全,及时发现其轨道异常意义重大.以星链卫星星座为研究对象进行轨道异常检测,提出了一种基于轨道半长轴数据的改进轨道异常分析方法—分段寻优法.该方法基于动态优化的思想,通过对时间窗口内的半长轴数据进行随机分段,根据每段数据的方差构造损失函数,以总损失函数的数值大小为判别标准,通过优化迭代方法得到使总损失函数最小的分段点分布,得到的分段点即为检测出的异常点.通过对大量不同数据的测试,发现该方法对差分处理后的半长轴数据的异常检测效果最好.利用2023年2月28日发射的星链卫星的TLE(Two-Line Element)数据和星历数据进行了实例验证,结果证明该方法简单高效,可以有效检测星座卫星的轨道异常.