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基于测速测角敏感器的火星探测器自主导航方法研究

刘瑞霞 张剑桥

刘瑞霞, 张剑桥. 基于测速测角敏感器的火星探测器自主导航方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
引用本文: 刘瑞霞, 张剑桥. 基于测速测角敏感器的火星探测器自主导航方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
LIU Ruixia, ZHANG Jianqiao. Research on Autonomous Navigation Algorithms for the Mars Probe via Speed and Angle Measurement Sensors[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
Citation: LIU Ruixia, ZHANG Jianqiao. Research on Autonomous Navigation Algorithms for the Mars Probe via Speed and Angle Measurement Sensors[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004

基于测速测角敏感器的火星探测器自主导航方法研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
基金项目: 国家重点基础研究发展计划(2014CB744205)

Research on Autonomous Navigation Algorithms for the Mars Probe via Speed and Angle Measurement Sensors

  • 摘要: 提出了一种基于天体光谱红移测速和利用星光敏感器测角的测速测角组合导航新方法。该方法与现在的深空探测器导航方法相比,优势明显:一是无需太复杂的轨道动力学模型,简单易行。二是不需要依赖地面的无线电信息,无时延。最重要的是消除了测角导航方法引入的微分误差和测速导航方法引入的积分误差,可以实现精确天文自主导航,满足深空导航连续自主、实时高精度的基础要求。针对该导航方法,首先完成了轨道动力学模型和量测模型的建立工作,然后根据模型的非线性特点,分别采用扩展卡尔曼滤波算法完成了对该组合自主导航方法的研究。最后,对该方法进行仿真验证,通过对仿真结果的分析可以发现,测速测角组合自主导航方法满足巡航段的导航精度指标要求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-26
  • 修回日期:  2016-06-29

基于测速测角敏感器的火星探测器自主导航方法研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
    基金项目:  国家重点基础研究发展计划(2014CB744205)

摘要: 提出了一种基于天体光谱红移测速和利用星光敏感器测角的测速测角组合导航新方法。该方法与现在的深空探测器导航方法相比,优势明显:一是无需太复杂的轨道动力学模型,简单易行。二是不需要依赖地面的无线电信息,无时延。最重要的是消除了测角导航方法引入的微分误差和测速导航方法引入的积分误差,可以实现精确天文自主导航,满足深空导航连续自主、实时高精度的基础要求。针对该导航方法,首先完成了轨道动力学模型和量测模型的建立工作,然后根据模型的非线性特点,分别采用扩展卡尔曼滤波算法完成了对该组合自主导航方法的研究。最后,对该方法进行仿真验证,通过对仿真结果的分析可以发现,测速测角组合自主导航方法满足巡航段的导航精度指标要求。

English Abstract

刘瑞霞, 张剑桥. 基于测速测角敏感器的火星探测器自主导航方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
引用本文: 刘瑞霞, 张剑桥. 基于测速测角敏感器的火星探测器自主导航方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
LIU Ruixia, ZHANG Jianqiao. Research on Autonomous Navigation Algorithms for the Mars Probe via Speed and Angle Measurement Sensors[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
Citation: LIU Ruixia, ZHANG Jianqiao. Research on Autonomous Navigation Algorithms for the Mars Probe via Speed and Angle Measurement Sensors[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(3): 219-224. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.004
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