MATLAB双模型融合卫星自动导航三维动态仿真系统

资 源 简 介

本项目实现基于MATLAB的卫星自动导航三维动态仿真系统，集成轨道动力学预测校正与自适应滤波双导航模型。提供GUI界面支持参数设置、模型切换与实时仿真可视化，适用于航天导航算法验证与教学演示。

详 情 说 明

基于双模型融合的卫星自动导航三维动态仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个集成了轨道动力学预测校正算法与强化学习自适应路径规划算法的卫星导航三维动态仿真系统。系统通过MATLAB App Designer构建了直观的图形用户界面，支持用户灵活设置卫星初始参数、导航目标及环境干扰条件，并实时对比展示两种导航模型的仿真结果与性能指标。该系统适用于卫星导航算法验证、教学演示及轨道优化研究。

功能特性

1. GUI交互设计

- 提供参数输入面板、模型配置区、仿真控制按钮及三维可视化窗口 - 支持实时调整观测视角（俯视/侧视/追踪视角）与仿真速度（0.5x-5x）

1. 双导航模型集成

- 模型A（轨道动力学预测校正）：基于开普勒轨道方程与摄动力建模，通过数值积分预测卫星状态，并结合梯度下降法校正轨道偏差 - 模型B（强化学习自适应路径规划）：采用Q-learning或DDPG算法，通过奖励函数优化卫星控制策略，实现动态障碍规避与燃料优化

1. 三维动态仿真

- 实时渲染卫星轨迹、姿态推力器动作及地球模型（含纹理贴图） - 支持轨迹暂停/继续、关键帧标记与数据面板联动显示

1. 性能分析模块

- 自动计算位置误差（RMSE）、累计燃料消耗、轨道收敛时间 - 生成模型对比柱状图与鲁棒性测试报告（针对干扰参数的敏感性分析）

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件，进入GUI操作界面
2. 参数设置：

- 在"轨道参数"页输入半长轴、偏心率、倾角等初始条件 - 在"导航目标"页设定目标轨道高度、终端约束条件 - 在"模型配置"页选择算法类型（A/B/融合模式），调整学习率、奖励权重等参数

1. 执行仿真：点击"开始仿真"按钮，观察三维场景中的卫星运动动画
2. 结果分析：

- 通过"性能对比"页查看双模型指标差异 - 使用"数据导出"功能保存轨迹数据（支持.mat/.csv格式）

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11 或 macOS 10.14+
• MATLAB版本：R2020b及以上（必需工具箱：App Designer、Reinforcement Learning Toolbox、Aerospace Toolbox）
• 硬件配置：最低4GB内存，推荐独立显卡以支持三维渲染加速

文件说明

主程序文件作为系统的总控入口，负责初始化图形界面、协调参数传递与模块调用。其核心功能包括：响应用户界面操作事件，调度轨道力学数值积分与强化学习决策流程，驱动三维场景的动态更新与渲染循环，并组织性能评估数据的生成与可视化输出。