本文關(guān)鍵詞：基于光學(xué)特征的小天體著陸自主導(dǎo)航方法研究

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【摘要】：自主導(dǎo)航是小天體著陸任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一,利用小天體表面光學(xué)特征進(jìn)行著陸器自主導(dǎo)航是目前研究的熱點(diǎn)問題。本論文以小天體著陸任務(wù)為背景,針對導(dǎo)航方案設(shè)計(jì)、自主位姿估計(jì)等問題,開展了基于光學(xué)特征的小天體著陸自主導(dǎo)航方法的研究。論文的主要內(nèi)容如下:首先,在著陸參考坐標(biāo)系下建立了小天體著陸器系統(tǒng)模型,構(gòu)建了基于光學(xué)測量的導(dǎo)航觀測模型,在此基礎(chǔ)上分別針對視線測量和矢量測量兩種觀測方式,分析了不同特征點(diǎn)分布條件下的著陸器導(dǎo)航系統(tǒng)可觀測性,并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)了基于視線測量和基于矢量測量的小天體著陸自主導(dǎo)航方案。其次,針對小天體著陸導(dǎo)航系統(tǒng)的非線性問題,對自主光學(xué)導(dǎo)航濾波算法進(jìn)行了研究。在對批處理最優(yōu)估計(jì)方法與無跡卡爾曼濾波方法原理性分析的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了兩種估計(jì)濾波方法在小天體著陸自主光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用,并對比分析了不同算法的性能優(yōu)劣。然后,針對基于視線測量的光學(xué)導(dǎo)航方案,研究了基于改進(jìn)修正的自主位姿估計(jì)方法。通過對傳統(tǒng)濾波估計(jì)性能的分析,將最優(yōu)估計(jì)算法與無跡卡爾曼濾波算法相結(jié)合,給出了一種改進(jìn)的小天體著陸自主位姿估計(jì)方法,提高了著陸狀態(tài)的導(dǎo)航估計(jì)精度。最后,針對基于矢量測量的光學(xué)導(dǎo)航方案,研究了模型參數(shù)攝動(dòng)下的自主位姿估計(jì)方法。通過分析模型參數(shù)不確定對導(dǎo)航精度的影響,將模型參數(shù)擴(kuò)展進(jìn)入導(dǎo)航估計(jì)狀態(tài),給出了小天體著陸狀態(tài)參數(shù)信息聯(lián)合估計(jì)方法,提高了模型不確定條件下著陸狀態(tài)估計(jì)的魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V448.2

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1278260