发明名称 一种深空探测自主导航初始基准捕获方法
摘要 一种深空探测自主导航初始基准捕获方法,包括步骤为:初始惯性姿态基准确定、捕获过程的姿态和非引力速度增量确定、捕获过程的速度增量确定、引力速度增量确定、天体中心方向确定、三维速度的确定和预测和高度确定和预测。本发明提高了动力下降初始导航基准确定精度,降低了对地面测控和进入段惯性导航的要求,满足了未来高精度着陆与避障探测任务对高精度导航的要求。
申请公布号 CN103884333B 申请公布日期 2017.03.15
申请号 CN201410126755.6 申请日期 2014.03.31
申请人 北京控制工程研究所 发明人 黄翔宇;王大轶;李茂登
分类号 G01C21/00(2006.01)I 主分类号 G01C21/00(2006.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 安丽
主权项 一种深空探测自主导航初始基准捕获方法,其特点在于实现步骤如下:步骤(1)初始惯性姿态基准确定对于探测器进入行星大气过程,探测器到达预定高度时,探测器完成抛防热大底后,启动测距敏感器和测速敏感器,所述抛防热大底是探测器主动抛掉罩在探测器底部的防高温设备;根据测距敏感器提供的信息,到达预定高度切除探测器的降落伞,一旦完成切伞,就确定当时的本体姿态为初始惯性姿态基准;步骤(2)捕获过程的姿态和非引力速度增量确定利用捕获过程的IMU测量数据,根据步骤(1)确定的初始惯性姿态基准,积分陀螺测量的角速度,得到捕获过程的惯性姿态,并根据测量的加速度确定推力、大气阻力非引力引起的速度增量;步骤(3)捕获过程的速度增量确定利用捕获过程的测速敏感器测量数据,根据步骤(2)确定的惯性姿态,确定测量周期内探测器的总速度增量;步骤(4)引力速度增量确定将步骤(3)确定的测量周期内探测器的总速度增量减去对应的步骤(2)确定的非引力引起的速度增量,确定每个测量周期内的引力速度增量;步骤(5)天体中心方向确定将步骤(4)确定的每个测量周期内的引力速度增量进行单位化,得到多个测量周期的引力方向,将多个测量周期的引力方向进行平均确定引力方向,即确定了初始惯性姿态基准下的天体中心方向;步骤(6)三维速度的确定和预测利用多个波束测速信息,根据测速波束指向和惯性姿态确定探测器的三维速度;根据测量的加速度确定非引力产生的速度增量,基于步骤(5)确定的天体中心方向计算确定天体引力产生的速度增量,这两项速度增量相加,得到总速度增量,再根据上周期的速度预测当前的速度;最后利用当前的多个波束测量信息对预测的当前速度进行修正;步骤(7)高度确定和预测基于步骤(5)确定初始惯性姿态基准下的天体中心方向,将三维速度的测量和测距信息投影到垂向,得到垂向速度和高度信息,垂向速度用于无测距信息时的高度信息预测。
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