基于空间激光通信端机的自主导航系统及其自主导航方法

摘要

本发明公开了一种基于空间激光通信端机的自主导航系统及其自主导航方法。本发明在传统的空间激光通信端机的基础上，增加了星体捕获系统，从而能够识别恒星以及行星或其卫星并获得方位信息，通过计算恒星-航天器-行星(或其卫星)之间的夹角，最终获得航天器自身的位置信息，实现导航过程。本发明不需要再采用一套额外的自主导航装置，空间激光通信端机自身就可以获得导航信息，节省了相关的研发、发射和运行的费用，减小了航天器有效载荷的体积、重量和功耗；有利于提高自主导航系统的整体性能；根据导航结果为深空探测提供近乎实时地进行飞行轨道校正，不但可以消除星地之间的信号往返延迟，也可以省去地面数据处理。

主权项

一种基于空间激光通信端机的自主导航系统的自主导航方法，其特征在于，所述自主导航方法包括以下步骤：1)自主导航系统处于导航模式，粗瞄机械指向装置在控制系统的控制下，将光学望远镜对准空间的某一方向，星体捕获系统的视场中出现三颗以上恒星，光学望远镜将恒星发出的光束进行会聚；2)精瞄装置对入射光束进行跟踪对准，以补偿航天器平台的振动所带来的入射光束的抖动，经过分光光路后入射光束进入星体捕获系统中；3)星体捕获系统对恒星进行识别，然后获得恒星的方位信息；4)控制系统控制粗瞄机械指向装置将光学望远镜对准一个行星或其卫星，再由星体捕获系统获得行星或其卫星的中心方位信息；5)星体捕获系统中的导航计算电路将从已识别的多颗恒星中选择一颗恒星与航天器连接得到一条直线，再将行星或其卫星的中心与航天器连接，得到另外一条直线，根据这两个直线的夹角，利用航天器轨道方程，即可得到航天器在某一时刻的位置，即导航信息。