专利名称：一种行星最终接近段自主导航方法
技术领域：
本发明涉及一种行星最终接近段自主导航方法，属于深空探测技术领域。
背景技术：
为了得到更为有价值的科学素材，需要行星探测器着陆到具有较高科学价值的特定区域。通过行星进入、下降、着陆过程的先进自主导航制导与控制技术可以有效提高行星着陆精度，但对于有大气行星，行星进入状态，特别是航迹角的确定精度仍然是影响大气捕获及着陆精度的主要因素。所以急需构建行星最终接近段自主导航方案以保证行星着陆精度。已经成功着陆火星的探测任务在火星最终接近段大多依赖于地面深空网所测量的径向距离及速度信息进行导航。正在实施的“好奇号”任务在此基础上加入了 ADOR测量，有效提高了接近段导航精度。但是由于地火距离较远，基于地面深空网的导航方案往往受到通信延时的影响，另外受到可见弧段的约束，难以满足最终接近段自主导航实时性的要求。有学者提出可以利用位置精确确定的行星轨道器，与探测器之间进行无线电测量通信丰富探测器在行星最终接近段的导航信息，有效提高导航精度。但目前行星轨道器数量有限，仍然难以保证探测器最终接近段的全过程的实时自主导航。

发明内容
本发明针对行星最终接近段自主导航问题，提出一种行星最终接近段自主导航方法，结合脉冲星导航及无线电导航的测量特性，采用非线性滤波方法，实现行星最终接近段自主导航，提高行星最终接近段自主导航的精度与实时性。行星最终接近段自主导航方法具体包括如下步骤:步骤1:建立行星最终接近段状态模型在日心惯性坐标系下建立探测器状态模型。探测器的状态矢量为位置矢量rs= [rx, ry, rjT和速度矢量Vs= [vx, vy, vz]τ。考虑太阳引力、行星弓I力以及其他摄动力，建立行星进入段探测器的状态模型为:
权利要求
1.一种行星最终接近段自主导航方法，其特征在于:具体包括如下步骤: 步骤1:建立行星最终接近段状态模型； 在日心惯性坐标系下建立探测器状态模型；探测器的状态矢量为位置矢量rs=[rx, ry, rz]T和速度矢量Vs= [vx, vy, vJT ;考虑太阳引力、行星引力以及其他摄动力，建立行星进入段探测器的状态模型为:
2.根据权利要求1所述的一种行星最终接近段自主导航方法，其特征在于:无线电采用UHF波段或X波段。
3.根据权利 要求1所 述的一种行星最终接近段自主导航方法，其特征在于:m^ 3。
全文摘要
本发明涉及一种行星最终接近段自主导航方法，属于深空探测技术领域。本发明方法首先建立行星最终接近段状态模型，再通过探测器与n个位置确定的行星轨道器进行无线电测量及通信并对m颗脉冲星进行观测，建立行星最终接近段自主导航测量模型，根据两个模型，通过导航滤波计算得到探测器状态。本发明方法结合脉冲星导航及无线电导航的测量特性，采用非线性滤波方法，实现行星最终接近段自主导航，提高行星最终接近段自主导航的精度与实时性，可实施性强，测量精度高，满足了自主导航的实时性要求。
文档编号G01C21/00GK103234538SQ20131011678
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者崔平远, 于正湜, 徐瑞, 高艾, 朱圣英 申请人:北京理工大学