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题名面向小推力变轨的天文组合自主导航方法
被引量：11
- 1
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作者
马广富
王伟
张伟
黄庆龙
彭玉明
张晓
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机构
哈尔滨工业大学控制科学与工程系
上海卫星工程研究所
上海市深空探测技术重点实验室
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期1166-1174,共9页
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文摘
针对小行星探测任务对导航系统自主性强、实时性高的需求,研究了一种面向小推力变轨的天文组合自主导航方法。根据工程实践分析并建立了电推进变轨过程中的动力学模型,给出了天文测角测速组合的小行星探测自主导航方案。为克服小行星探测器推力的不确定性,提出了采用自适应交互式多模型无迹卡尔曼滤波(AIMM-UKF)算法,以较少的模型个数实现对导航系统状态的覆盖,克服了模型集合先验信息不准确对导航精度的影响,提高了组合导航系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后,通过数学仿真对组合导航算法的性能进行了验证,结果表明本文提出的组合导航方法估计精度更高、计算消耗更小,可满足小行星探测工程任务对导航系统自主性、实时性和高精度的需求。
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关键词
小行星探测
天文导航
小推力变轨
无迹卡尔曼滤波
测角测速
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Keywords
Asteroid exploration
celestial navigation
Low thrust orbit maneuver
Unscented Kalman filter
Angle and velocity measurement
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分类号
V448.22
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名一种基于天文测速的火星捕获段天地联合导航方法
被引量：3
- 2
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作者
尤伟
马广富
张伟
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机构
哈尔滨工业大学航天学院
上海卫星工程研究所
上海市深空探测技术重点实验室
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期695-703,共9页
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基金
国家重点基础研究发展计划项目(2014CB744200)
上海市深空探测技术重点实验室项目(13dz2260100)
上海市优秀技术带头人计划(13XD1420100)
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文摘
为提高火星捕获段探测器的导航精度,提出一种基于天文测速的天地联合导航方法。该方法在地面无线电测距、测速的基础上,引入探测器与恒星的视向速度作为新增观测量,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)对探测器状态进行估计。理论分析与仿真结果均表明,与仅依靠地面无线电导航相比,采用基于天文测速的天地联合观测导航方法能有效提高探测器的位置与速度估计精度,且导航精度的提升效果与马尔柯夫最优估计理论的预测值有较好的吻合度。当天文测速精度与地面测速精度相当时,位置估计精度较地面无线电导航提高了近一倍。
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关键词
深空导航
火星捕获段
天文测速
扩展卡尔曼滤波
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Keywords
Deep space navigation
Mars capture phase
celestial velocity measurement
Extended Kalman filter
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名基于小波分析和密度估计的红移测速导航研究
被引量：3
- 3
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作者
王永
赵剡
杨奎
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机构
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
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出处
《航空兵器》
2014年第6期3-7,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61233005)
国家"973"计划(2014CB744200)
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文摘
基于光谱红移天文自主导航思路以及天文学领域求解红移值的方法,提出一种用小波分析和密度估计相结合的方法测飞行器红移值,进而求解速度的测速导航方法。首先采用小波变换滤除噪声并进行光谱归一化,然后采用整体阈值和局部阈值相结合的方法,提取特征谱线,用密度估计法求出红移值,最后结合天文测角信息,计算出飞行器相对于惯性坐标系的速度。采用实测的太阳光谱数据,进行了红移模拟与解算。实验证明该方法在高信噪比的情况下,计算速度快,求解结果精度高达96%,为基于光谱红移的天文导航提供一种新的速度计算方法。
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关键词
天文导航
测速
红移
小波分析
密度估计
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Keywords
celestial navigation
velocity measurement
redshift
wavelet analysis
density estimation
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分类号
V249.329
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名天文导航在航天工程应用中的若干问题及进展
被引量：13
- 4
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作者
张伟
张恒
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机构
上海卫星工程研究所
上海市深空探测技术重点实验室
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出处
《深空探测学报》
2016年第3期204-213,共10页
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基金
国家重点基础研究发展计划(2014CB744200)
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文摘
导航作为航天器核心技术之一,是确保航天任务成败的关键。天文导航以其连续性好、自主性强、实时性优、导航精度高等优点,逐渐成为航天器导航的有效手段。基于国内外天文导航理论及应用的现状,结合近地卫星、深空探测任务特点,探讨了天文导航在航天工程应用中的理论问题与技术问题,如导航目标源观测量精确建模问题、高精度感知与检测问题等,并对新型天文导航技术进行了展望,指出了未来天文导航理论与技术的发展方向,为解决航天工程中的连续自主、实时高精度导航问题提供了有效途径,为学术与工程界进一步深入开展航天器天文导航理论与技术研究提供参考。
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关键词
天文测速导航
组合导航
天文测速导航仪
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Keywords
celestial navigation based on velocity measurement
integrated navigation
celestial navigation instrument based on velocity measurement
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分类号
P128.4
[天文地球—天体测量]
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题名深空测角测速组合导航系统时间配准方法研究
被引量：3
- 5
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作者
张恒
张伟
陈晓
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机构
上海卫星工程研究所
上海市深空探测技术重点实验室
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出处
《深空探测学报》
2017年第4期373-378,共6页
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文摘
深空测角测速组合导航系统通过测角信息与测速信息融合,获取探测器位置、速度等参数,具有连续、自主、实时、高精度的优点。在深空测角测速组合导航系统多源信息融合过程中,要求各敏感器数据必须是统一时间基准。基于天文测角测速组合导航系统基本原理,阐述了在实际系统中,测角敏感器、测速敏感器由于时间基准误差、采样周期不一致、数据传输时延等都会造成时间不同步,而时间误差对位置和速度测量信息会带来很大的影响。本文分析时间误差在深空测角测速组合导航系统位置估计和速度估计中的作用机理,研究基于内插外推方法的时间配准方法,实现了测角敏感器与测速敏感器量测信息的同步。数学仿真结果表明,内插外推时间配准算法可有效抑制时间误差,提高深空测角测速组合导航系统导航精度。
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关键词
深空测角测速
组合导航
时间配准
内插外推法
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Keywords
celestial angle measurement and velocity measurement
integrated navigation system
time registration
interpolation and extrapolation time registration method
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名SINS/低成本基地辅助测速组合导航技术研究
- 6
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作者
刘春卓
陈楸
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机构
西北工业大学自动化学院
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出处
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2004年第S8期271-273,共3页
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文摘
借鉴 INS/GPS 组合导航系统原理,文中提出了 SINS/速度组合导航系统方案.在此方案中,利用基地辅助测速测得的速度信息作为导航系统的辅助信息,通过 Kalman 滤波来修正 SINS 系统的误差。仿真结果表明:组合系统导航精度基本达到目前实际应用的水平。应用此方案,只须利用能够提供速度信息的低成本基地辅助测速系统(空基如高空气球等空中平台,陆基如雷达站等)就能实现导航定位的功能,具有实际应用前景和深远意义。
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关键词
SINS
基地辅助测速
组合导航系统
卡尔曼滤波
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Keywords
Strap-down inertial navigation system
Base assistant velocity measurement
Integrated navigation system
Kalman filtering
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分类号
V249.32
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名基于视觉的地外天体探测器着陆测速
- 7
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作者
张洋
赵尔迅
张科备
高晶敏
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机构
北京信息科技大学
北京控制工程研究所
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出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2023年第6期113-122,共10页
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基金
国家自然科学基金项目资助项目(62001035)。
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文摘
为了确保探测器安全、准确地降落在地外天体表面,需实时测量探测器的下降速度,为制导导航与控制系统完成软着陆任务提供重要参考依据.提出一种仅利用光学相机的实时视觉测速方法,针对天体地表视频图像,采用递归全对场变换光流算法提取相邻帧间的光流场,然后通过深度神经网络的卷积层和池化层提取光流场对应的特征向量.为减小探测器降落过程中成像透视效应对测速精度的影响,构建一种适用于连续视频帧的长短期记忆网络,对特征向量和速度进行拟合,实现探测器着陆速度的实时估计.仿真实验结果表明,与基于前向传播网络的测速算法相比,本文方法的平均绝对百分比误差减小了11.98%,测量精度更高.
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关键词
着陆测速
光流场
深度神经网络
地外天体探测
制导导航与控制
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Keywords
landing velocity measurement
optical flow field
deep neural network
celestial body exploration
guidance
navigation and control
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分类号
TP183
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP391.4
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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