專利名稱：利用背景天文信息對(duì)于航天器進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天器制導(dǎo)、導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是指一種利用背景天文參考信息的航天器相對(duì)導(dǎo)航方法。
背景技術(shù)：
航天器相對(duì)導(dǎo)航制導(dǎo)技術(shù)一直是航天領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在航天器自主交會(huì)/ 接近任務(wù)中應(yīng)用尤為突出。上世紀(jì)50年代美、蘇為探月任務(wù)進(jìn)行了航天器交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)， 那時(shí)主要依靠雷達(dá)和航天員參與完成相對(duì)導(dǎo)航和制導(dǎo)。從上世紀(jì)90年代開始，空間交會(huì)逐漸趨于自主化，日本進(jìn)行了“工程試驗(yàn)_7” (ETS-VII)自主交會(huì)試驗(yàn)任務(wù)、美國(guó)進(jìn)行了為航天器在軌服務(wù)的“自主交會(huì)技術(shù)驗(yàn)證”(DART)和“軌道快車”(Orbital Express)任務(wù)、歐空局進(jìn)行了為空間站建設(shè)的“自主轉(zhuǎn)移飛行器”(ATV)任務(wù)、美國(guó)和日本分別進(jìn)行了 “深度撞擊”(Deep Impact)和“隼鳥”(Hayabusa),美國(guó)還進(jìn)行具有軍事意義的XSS-10/11自主接近任務(wù)，中國(guó)也進(jìn)行了“實(shí)踐-12”自主交會(huì)試驗(yàn)任務(wù)。隨著這些任務(wù)的開展，航天器相對(duì)導(dǎo)航技術(shù)及相關(guān)設(shè)備也得到了大力的發(fā)展。微波雷達(dá)或激光雷達(dá)(Lidar)可以測(cè)量得到目標(biāo)的視線矢量方向角(方位角和俯仰角)和相對(duì)距離信息，為相對(duì)導(dǎo)航提供充足的信息，可以濾波解算出精確的目標(biāo)相對(duì)位置和相對(duì)速度。視覺(jué)敏感器(AVGS)則只能感知目標(biāo)的視線矢量方向角，但利用雙目視覺(jué)成像原理，也可以濾波解算出目標(biāo)的相對(duì)位置和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)信息。對(duì)于合作目標(biāo)間的航天器相對(duì)導(dǎo)航，還可以利用GPS信號(hào)差分解算出目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息。然而，現(xiàn)有相對(duì)導(dǎo)航敏感器都是在其安裝坐標(biāo)系下測(cè)量目標(biāo)視線矢量，獲得的是導(dǎo)航敏感器安裝坐標(biāo)系下的目標(biāo)方位角和俯仰角。為了解算慣性坐標(biāo)系下或軌道坐標(biāo)系下目標(biāo)的相對(duì)位置，必須將敏感器安裝坐標(biāo)系下測(cè)量得到的目標(biāo)視線矢量轉(zhuǎn)換到慣性坐標(biāo)系或軌道坐標(biāo)系下，因此就會(huì)引入敏感器的安裝誤差和航天器的姿態(tài)確定誤差，影響相對(duì)導(dǎo)航的精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有引入敏感器的安裝誤差和航天器的姿態(tài)誤差對(duì)相對(duì)導(dǎo)航精度的影響，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種通過(guò)可見(jiàn)光敏感器測(cè)量目標(biāo)航天器100及目標(biāo)天文背景300的信息， 然后利用參考天體400在慣性坐標(biāo)系下的指向，以及目標(biāo)航天器100與參考天體 400之間的夾角，最后結(jié)合目標(biāo)航天器100相對(duì)于追蹤航天器200的距離，采用濾波方法計(jì)算出目標(biāo)航天器100在追蹤航天器200的慣性坐標(biāo)系OcXcYcZc下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明是一種利用背景天文信息對(duì)于航天器進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航的系統(tǒng)，該相對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)包括有目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元231、星圖匹配識(shí)別單元232、焦平面上夾角關(guān)系確定單元233、 相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元234和卡爾曼濾波解算單元235 ;該系統(tǒng)保存在導(dǎo)航計(jì)算機(jī)203的處理器內(nèi)。目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元231第一方面接收可見(jiàn)光敏感器201獲得的目標(biāo)天文背景300中的圖像信息PC ;第二方面采用基于局部熵的星體位置提取方法對(duì)圖像信息PC，再通過(guò)線性內(nèi)插方法獲得目標(biāo)航天器100在光學(xué)系統(tǒng)焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs上的目標(biāo)航天器-像位置(X1CICI, y100 0)和參考天體400在光學(xué)系統(tǒng)焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs上的參考天體-像位置'(xa ，7a ，0);第三方面將目標(biāo)航天器-像位置(X1CiCi, y100 0)和參考天體-像位置卜α ，Α ，0)輸出給焦平面上夾角關(guān)系確定單元233;第四方面將參考天體-像位置(ιΑ ，7Αη，0)輸出給星圖匹配識(shí)別單元232 ；星圖匹配識(shí)別單元232第一方面采用多邊形角距匹配算法方法對(duì)參考天體-像位置(乂 ，^An，O)進(jìn)行處理，得到參考天體400在慣性坐標(biāo)系OcXcYcZc下的當(dāng)前
時(shí)刻tk的參考天體-慣性單位矢量歹(g =丨豕(tk),S2(g},第二方面將
s(tk)={sA Oit), 4 ),.", (L)丨輸出給卡爾曼濾波解算單元235 ；焦平面上夾角關(guān)系確定單元233第一方面將接收到的目標(biāo)航天器-像位置(XlQQ， y100JO)和參考天體-像位置(& ，>\，0);.第二方面計(jì)算目標(biāo)航天器200視線與參考天體
400視線之間在當(dāng)前時(shí)刻tk的夾角ΗΛ) = ^i Z2(G),…，匕隊(duì)》；第三方面將夾角
r(h) = {n (4···，/ (O)輸出給卡爾曼濾波解算單元235;相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元234依據(jù)前一時(shí)刻位置與速度估計(jì) 值 Ay^1 Azk^ Ax^l Ay^l Azk^f 和位 置
與速度遞推關(guān)系死，獲得當(dāng)前位置與速度遞推值
MIc，k-l = J^xIk-X Α^Α,Λ-Ι^k,k-\ ^Pk,k-l ^k,k-\ _ >卡爾曼濾波解算單元235依據(jù)濾波關(guān)系死=G{Mkk_x，p{tk)，S(tk)，f{tk))
對(duì)測(cè)量距離P (tk)、參考天體-慣性單位矢量艾(々)=丨靈^)，筆^),...，旯^)丨、夾角
f(々)=In (々),/2Κ),···，&(^)1和遞推值來(lái)行濾波處理，得到當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)
相對(duì)位置與速度的估計(jì)值7 。本發(fā)明相對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于①本發(fā)明相對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)利用了現(xiàn)有追蹤航天器200的硬件設(shè)備，不引入新的設(shè)備。②目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元231在同一個(gè)安裝坐標(biāo)系下識(shí)別目標(biāo)航天器100的像和參考天體400的像，簡(jiǎn)化了計(jì)算流程，省去了坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)化所引入的誤差。③星圖匹配識(shí)別單元232直接給出了慣性指向的參考信息，而無(wú)需航天器的姿態(tài)確定系統(tǒng)提供慣性參考信息。④焦平面上夾角關(guān)系確定單元233給出了目標(biāo)航天器100與參考天體400之間的夾角，該觀測(cè)量的誤差僅為可見(jiàn)光敏感器201的成像誤差。⑤相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元234以慣性坐標(biāo)系OcXcYcZc下的相對(duì)位置和速度作為遞推變量，該信息可直接與其他觀測(cè)量進(jìn)行計(jì)算，無(wú)需坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
⑥卡爾曼濾波解算單元235權(quán)衡焦平面上夾角關(guān)系確定單元233給出的量測(cè)信息和相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元234給出的目標(biāo)航天器100相對(duì)于追蹤航天器200的位置和速度信息，計(jì)算出目標(biāo)航天器100相對(duì)于追蹤航天器200的位置與速度的最優(yōu)估計(jì)。


圖I是兩個(gè)航天器的相對(duì)導(dǎo)航示意圖。圖2是本發(fā)明兩個(gè)航天器的相對(duì)導(dǎo)航的信號(hào)流程圖。圖3是本發(fā)明測(cè)量幾何關(guān)系不意圖。圖4A是采用本發(fā)明的相對(duì)導(dǎo)航的位置濾波誤差圖。圖4B是采用傳統(tǒng)的相對(duì)導(dǎo)航的位置濾波誤差圖。圖5A是采用本發(fā)明的相對(duì)導(dǎo)航的速度濾波誤差圖。圖5B是采用傳統(tǒng)的相對(duì)導(dǎo)航的速度濾波誤差圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖I所示的兩個(gè)航天器的相對(duì)導(dǎo)航示意圖，追蹤航天器200包括有可見(jiàn)光敏感器201、測(cè)距裝置202和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)203。所述可見(jiàn)光敏感器201用于獲取目標(biāo)天文背景 300。所述目標(biāo)天文背景300是指由目標(biāo)航天器100、以及多個(gè)天體形成的相對(duì)于追蹤航天器200中可見(jiàn)光敏感器201的視場(chǎng)。所述多個(gè)天體中能夠作為相對(duì)導(dǎo)航參照的天體稱為參
考天體。第I個(gè)參考天體記為A1、第2個(gè)參考天體記為A2、......、第η個(gè)參考天體記為Αη。
所述測(cè)距裝置202用于測(cè)量目標(biāo)航天器100與追蹤航天器200之間的相對(duì)距離P。所述導(dǎo)航計(jì)算機(jī)203用于處理目標(biāo)天文背景300和相對(duì)距離P，得到目標(biāo)航天器100相對(duì)于追蹤航天器200在慣性坐標(biāo)系OeXeYeZe下的相對(duì)位置與相對(duì)速度估計(jì)值。本發(fā)明是一種將航天器姿態(tài)確定中的參考矢量法應(yīng)用到了航天器的相對(duì)導(dǎo)航中。 與以往的相對(duì)導(dǎo)航方法不同，本發(fā)明設(shè)計(jì)的相對(duì)導(dǎo)航方法可以直接解算得到在慣性坐標(biāo)系 OcXcYcZc下的目標(biāo)航天器100相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)引入相對(duì)導(dǎo)航過(guò)程中的可見(jiàn)光敏感器201 的安裝誤差和追蹤航天器200的姿態(tài)確定誤差。按照本發(fā)明的相對(duì)導(dǎo)航方法可以用姿態(tài)測(cè)量敏感器(如星敏感器)代替追蹤航天器200中的可見(jiàn)光視覺(jué)敏感器201。在本發(fā)明中，姿態(tài)測(cè)量敏感器可以同時(shí)進(jìn)行追蹤航天器200的姿態(tài)測(cè)量和對(duì)目標(biāo)航天器100的相對(duì)導(dǎo)航，具有雙重用途，從而可以大大節(jié)省任務(wù)成本。本發(fā)明可用于航天器自主交會(huì)任務(wù)或小行星探測(cè)任務(wù)中的相對(duì)導(dǎo)航。參見(jiàn)圖2所示，本發(fā)明是一種利用背景天文信息對(duì)于航天器進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元231、星圖匹配識(shí)別單元232、焦平面上夾角關(guān)系確定單元233、相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元234和卡爾曼濾波解算單元235 ;該系統(tǒng)保存在導(dǎo)航計(jì)算機(jī)203的處理器內(nèi)。(一)目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元231目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元231第一方面接收可見(jiàn)光敏感器201獲得的目標(biāo)天文背景300中的圖像信息PC ;第二方面采用基于局部熵的星體位置提取方法對(duì)圖像信息PC，再通過(guò)線性內(nèi)插方法獲得目標(biāo)航天器100在光學(xué)系統(tǒng)焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs上的目標(biāo)航天器-像位置(X1CICI, y100 0)和參考天體400在光學(xué)系統(tǒng)焦平面坐標(biāo)系WsXsYsZs上的參考天體-像位置(xa ，>\，0);第三方面將目標(biāo)航天器-像位置(xlcl(l，y1(i(i，0)和參考天體-像位置(\ ，墳，0)輸出給焦平面上夾角關(guān)系確定單元233;第四方面將參考天體-像位置(& ，，O)輸出給星圖匹配識(shí)別單元232。如圖3所示，圖中第一個(gè)參考天體A1在焦平面上的像記為A/ ,A1'在焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs上的像位置記為(Xa1Aa1J)。第二個(gè)參考天體A2在焦平面上的像記為A2' , A2'在焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs上的像位置記為(xA2，^A2，0)。同理可得，第η個(gè)參考天體An在焦平面上的像記為An'，AJ在焦平面坐標(biāo)系 OsXsYsZs上的像位置記為ΟΑ ，>\，0)，也稱任意一個(gè)參考天體-像位置ΟΑ ，；\，0)。目標(biāo)航天器100在焦平面上的像記為MDltlt/ , MD100;在焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs上的位置記為(x1Q(l，y1QQ，0)。在本發(fā)明中，目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元231在同一個(gè)安裝坐標(biāo)系下識(shí)別目標(biāo)航天器100的像和參考天體400的像，簡(jiǎn)化了計(jì)算流程，省去了坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)化所引入的誤差。( 二)星圖匹配識(shí)別單元232星圖匹配識(shí)別單元232第一方面采用多邊形角距匹配算法方法對(duì)參考天體-像位置進(jìn)行處理，得到參考天體400在慣性坐標(biāo)系OcXJcZc下的指向單位矢量
歹=丨及， ,..., 丨(簡(jiǎn)稱參考天體-慣性單位矢量)，且第一個(gè)參考天體A1的慣性單位矢
量為S1 = [W1 SJ1 Skl ] ,Si1表示第一個(gè)參考天體A1的單位矢量在慣性坐標(biāo)系OeXeYcZc
下的X軸的投影，Sj1表示第一個(gè)參考天體A1的單位矢量在慣性坐標(biāo)系OeXeYeZe下的Y軸的投影，Sk1表示第一個(gè)參考天體A1的單位矢量在慣性坐標(biāo)系OeXeYeZe下的Z軸的投影；第二
個(gè)參考天體A2的慣性單位矢量為*S2 = Si2 Sj2 sk2 , si2表示第二個(gè)參考天體A2的
單位矢量在慣性坐標(biāo)系OeXeYeZe下的X軸的投影，Sj2表示第二個(gè)參考天體A2的單位矢量在慣性坐標(biāo)系OeXeYeZe下的Y軸的投影，Sk2表示第二個(gè)參考天體A2的單位矢量在慣性坐標(biāo)系
OcXJA下的Z軸的投影；第η個(gè)參考天體An的慣性單位矢量為旯=[ · Sjn SknJ ,
Sin表示第η個(gè)參考天體An的單位矢量在慣性坐標(biāo)系下的X軸的投影，Sjn表示第 η個(gè)參考天體An的單位矢量在慣性坐標(biāo)系0JAZ。下的Y軸的投影，skn表示第η個(gè)參考天體An的單位矢量在慣性坐標(biāo)系OcXJcZc下的Z軸的投影。當(dāng)以時(shí)序進(jìn)行濾波處理時(shí)，當(dāng)前
時(shí)刻tk的參考天體-慣性單位矢量表達(dá)形式為5 ) = ■[靈。第二方
面將當(dāng)前時(shí)刻tk的參考天體-慣性單位矢量S(L) = {ξ (tk),S2 (tk),-,sn (g丨輸出給卡
爾曼濾波解算單元235。在本發(fā)明中，當(dāng)以時(shí)序進(jìn)行濾波處理時(shí)，參考天體400在慣性坐標(biāo)系OcXJcZc下的指向單位矢量表達(dá)形式為5 ) =丨豕表示在當(dāng)前時(shí)刻tk下的參考天體400在慣性坐標(biāo)系OeXeYeZe下的參考天體-慣性單位矢量，$ (G)表示在當(dāng)前時(shí)刻tk下的第一個(gè)參考天體A1的慣性單位矢量, )表示在當(dāng)前時(shí)刻tk下的第二個(gè)參考天體A2的慣性單位矢量，& Oit)表示在當(dāng)前時(shí)刻tk下的第η個(gè)參考天體An的慣性單位矢量， tk表示當(dāng)前時(shí)刻，η表示參考天體的個(gè)數(shù)。(三)焦平面上夾角關(guān)系確定單元233焦平面上夾角關(guān)系確定單元233第一方面將接收到的目標(biāo)航天器-像位置(XlQQ， y100J O)和參考天體-像位置(乂 ，八 ，0);第二方面計(jì)算目標(biāo)航天器200視線與參考天體
400視線之間的夾角f = IypZ2CAj ;當(dāng)以時(shí)序進(jìn)行濾波處理時(shí)，當(dāng)前時(shí)刻tk的夾角
HD={n (CrA);第三方面將夾角⑷，r2(々)，…， )}輸
出給卡爾曼濾波解算單元235。Y i表示目標(biāo)航天器200視線與第一個(gè)參考天體視線之間的夾角，則
( r2 \ γχ = arccos '。。' + 少辛1 —- —。Y2表示目標(biāo)航天器200視線與第二參考天體視線之間的夾角，則
γ2 = arccosx,00xa2+'^a2+/。同理可得，Yn表示目標(biāo)航天器200視線與第η參考天體視線之間的夾角，則
γη = arccos -；— ^°°fA-n,其中，f表示焦距，是指可見(jiàn)光敏感器
201中透鏡到焦平面的距離。在本發(fā)明中，當(dāng)以時(shí)序進(jìn)行濾波處理時(shí)，目標(biāo)航天器200視線與參考天體400視線
之間在當(dāng)前時(shí)刻tk的夾角表示形式為) = {/i (tk), Y1 (tk),-··, rn (tk)} ,y{tk)表示在當(dāng)前
時(shí)刻tk下的目標(biāo)航天器200視線與參考天體400視線之間的夾角，Y1Uk)表示在當(dāng)前時(shí)刻 tk下的目標(biāo)航天器200視線與第一個(gè)參考天體視線之間的夾角，y2(tk)表示在當(dāng)前時(shí)刻tk 下的目標(biāo)航天器200視線與第二個(gè)參考天體視線之間的夾角，yn(tk)表示在當(dāng)前時(shí)刻tk下的目標(biāo)航天器200視線與第η參考天體視線之間的夾角，tk表示當(dāng)前時(shí)刻，η表示參考天體的個(gè)數(shù)。(四)相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元234相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元234依據(jù)前一時(shí)刻V1的位置與速度估計(jì)值 Ayk^ Azk^ Axlc^ Ayk^ Azk^f 和位置與速
度遞推關(guān)系獲得當(dāng)前時(shí)刻tk的位置與速度遞推值 Mk，k-\= _^xk>k-\ Ay^^-i ^k.k-x 公k’k-\m °
在本發(fā)明中，Miw是指前一時(shí)刻目標(biāo)航天器100相對(duì)于追蹤航天器200在慣
性坐標(biāo)系下的相對(duì)位置與相對(duì)速度估計(jì)值，簡(jiǎn)稱為前一時(shí)刻tk_i的位置與速度估計(jì)值。其中，Axk^1, Ayk^1和Λ Zlri分別表示前一時(shí)刻V1目標(biāo)航天器100相對(duì)位置估計(jì)值在慣性坐標(biāo)系OeXJeZe下的X軸、Y軸和Z軸投影，,、Δ九^和Aiyw分別表示前一時(shí)刻V1 目標(biāo)航天器100相對(duì)速度估計(jì)值在慣性坐標(biāo)系下的X軸、Y軸和Z軸投影。在本發(fā)明中，#是指當(dāng)前時(shí)刻tk下的目標(biāo)相對(duì)位置與速度的遞推值，簡(jiǎn)稱為當(dāng)前時(shí)刻tk的位置與速度遞推值。其中，Axk,H、Ayk^和Λ Zk^表示當(dāng)前時(shí)刻tk目標(biāo)航天器100相對(duì)位置的遞推值在慣性坐標(biāo)系OeXJeZe下的X、Y和Z軸投影，、Δ九，和
表示當(dāng)前時(shí)刻tk目標(biāo)航天器100相對(duì)速度的遞推值在慣性坐標(biāo)系下的X、Y 和Z軸投影。在本發(fā)明中，所述位置與速度遞推關(guān)系為遞推關(guān)系函數(shù)， 表示當(dāng)前時(shí)刻tk的位置與速度的遞推值，表示前一時(shí)刻V1的位置與速度估計(jì)
值，5^0表示追蹤航天器200在慣性坐標(biāo)系下的位置，^表示遞推關(guān)系函數(shù)；其中表不為
權(quán)利要求
1.一種利用背景天文信息對(duì)于航天器進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括有目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元(231)、星圖匹配識(shí)別單元(232)、焦平面上夾角關(guān)系確定單元(233)、相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元(234)和卡爾曼濾波解算單元(235)；目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元(231)第一方面接收可見(jiàn)光敏感器(201)獲得的目標(biāo)天文背景(300)中的圖像信息PC;第二方面采用基于局部熵的星體位置提取方法對(duì)圖像信息PC，再通過(guò)線性內(nèi)插方法獲得目標(biāo)航天器(100)在光學(xué)系統(tǒng)焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs上的目標(biāo)航天器-像位置(X·，Y100jO)和參考天體(400)在光學(xué)系統(tǒng)焦平面坐標(biāo)系OsXsYsZs 上的參考天體-像位置(xAa,O);第三方面將目標(biāo)航天器-像位置(X1Ocpy1(^o)和參考天體-像位置卜
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用背景天文信息對(duì)于航天器進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航的系統(tǒng)，其特征在于獲得的目標(biāo)航天器(100)相對(duì)位置的估計(jì)精度為3. 5m ;獲得的目標(biāo)航天器(100)相對(duì)速度的估計(jì)精度為O. 15m/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用背景天文信息對(duì)于航天器進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航的系統(tǒng)，其特征在于目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元(231)在同一個(gè)安裝坐標(biāo)系下識(shí)別目標(biāo)航天器 (100)的像和參考天體(400)的像，省去了坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)化所引入的誤差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用背景天文信息對(duì)于航天器進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有目標(biāo)航天器及參考天體的識(shí)別單元、星圖匹配識(shí)別單元、焦平面上夾角關(guān)系確定單元、相對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)關(guān)系單元和卡爾曼濾波解算單元；該系統(tǒng)保存在導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的處理器內(nèi)。本發(fā)明借助追蹤航天器的硬件平臺(tái)，通過(guò)利用目標(biāo)天文背景的信息作為參考，最后結(jié)合目標(biāo)航天器相對(duì)于追蹤航天器的距離，采用濾波方法計(jì)算出目標(biāo)航天器在追蹤航天器的慣性坐標(biāo)系OCXCYCZC下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)航天器的跟蹤定位。
文檔編號(hào)G01C21/24GK102607563SQ20121004432
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者徐世杰, 王楷, 陳統(tǒng) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)