專利名稱：一種行星最終接近段自主導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種行星最終接近段自主導(dǎo)航方法，屬于深空探測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了得到更為有價值的科學(xué)素材，需要行星探測器著陸到具有較高科學(xué)價值的特定區(qū)域。通過行星進入、下降、著陸過程的先進自主導(dǎo)航制導(dǎo)與控制技術(shù)可以有效提高行星著陸精度，但對于有大氣行星，行星進入狀態(tài)，特別是航跡角的確定精度仍然是影響大氣捕獲及著陸精度的主要因素。所以急需構(gòu)建行星最終接近段自主導(dǎo)航方案以保證行星著陸精度。已經(jīng)成功著陸火星的探測任務(wù)在火星最終接近段大多依賴于地面深空網(wǎng)所測量的徑向距離及速度信息進行導(dǎo)航。正在實施的“好奇號”任務(wù)在此基礎(chǔ)上加入了 ADOR測量，有效提高了接近段導(dǎo)航精度。但是由于地火距離較遠，基于地面深空網(wǎng)的導(dǎo)航方案往往受到通信延時的影響，另外受到可見弧段的約束，難以滿足最終接近段自主導(dǎo)航實時性的要求。有學(xué)者提出可以利用位置精確確定的行星軌道器，與探測器之間進行無線電測量通信豐富探測器在行星最終接近段的導(dǎo)航信息，有效提高導(dǎo)航精度。但目前行星軌道器數(shù)量有限，仍然難以保證探測器最終接近段的全過程的實時自主導(dǎo)航。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對行星最終接近段自主導(dǎo)航問題，提出一種行星最終接近段自主導(dǎo)航方法，結(jié)合脈沖星導(dǎo)航及無線電導(dǎo)航的測量特性，采用非線性濾波方法，實現(xiàn)行星最終接近段自主導(dǎo)航，提高行星最終接近段自主導(dǎo)航的精度與實時性。行星最終接近段自主導(dǎo)航方法具體包括如下步驟:步驟1:建立行星最終接近段狀態(tài)模型在日心慣性坐標系下建立探測器狀態(tài)模型。探測器的狀態(tài)矢量為位置矢量rs= [rx, ry, rjT和速度矢量Vs= [vx, vy, vz]τ。考慮太陽引力、行星弓I力以及其他攝動力，建立行星進入段探測器的狀態(tài)模型為:
權(quán)利要求
1.一種行星最終接近段自主導(dǎo)航方法，其特征在于:具體包括如下步驟: 步驟1:建立行星最終接近段狀態(tài)模型； 在日心慣性坐標系下建立探測器狀態(tài)模型；探測器的狀態(tài)矢量為位置矢量rs=[rx, ry, rz]T和速度矢量Vs= [vx, vy, vJT ;考慮太陽引力、行星引力以及其他攝動力，建立行星進入段探測器的狀態(tài)模型為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星最終接近段自主導(dǎo)航方法，其特征在于:無線電采用UHF波段或X波段。
3.根據(jù)權(quán)利 要求1所 述的一種行星最終接近段自主導(dǎo)航方法，其特征在于:m^ 3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行星最終接近段自主導(dǎo)航方法，屬于深空探測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法首先建立行星最終接近段狀態(tài)模型，再通過探測器與n個位置確定的行星軌道器進行無線電測量及通信并對m顆脈沖星進行觀測，建立行星最終接近段自主導(dǎo)航測量模型，根據(jù)兩個模型，通過導(dǎo)航濾波計算得到探測器狀態(tài)。本發(fā)明方法結(jié)合脈沖星導(dǎo)航及無線電導(dǎo)航的測量特性，采用非線性濾波方法，實現(xiàn)行星最終接近段自主導(dǎo)航，提高行星最終接近段自主導(dǎo)航的精度與實時性，可實施性強，測量精度高，滿足了自主導(dǎo)航的實時性要求。
文檔編號G01C21/00GK103234538SQ20131011678
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者崔平遠, 于正湜, 徐瑞, 高艾, 朱圣英 申請人:北京理工大學(xué)