本文選題：僅測角導航 + 自主交會�。� 參考：《宇航學報》2016年11期

【摘要】：針對以單個光學/紅外相機作為相對導航敏感器的航天器,提出采用相機偏心安裝和平方根無損卡爾曼濾波(SRUKF)兩種方法,解決自主交會時中遠距離和近距離全過程的僅測角導航(AON)問題。在觀測相機安裝時,人為設置一個分米量級的安裝偏心,按照觀測距離分段建立相機觀測模型并推導了觀測敏感矩陣,從理論上證明了徑向和法向相機安裝偏心可以改善近距離v-bar相對位置保持點的觀測度,并且對遠距離導航精度沒影響。構建了基于SRUKF的僅測角導航方法,該方法不需要強制要求初始估計誤差滿足小量假設和零均值高斯分布假設。經(jīng)算例驗證,在遠距離時,采用本文提出的僅測角導航方法,其導航精度比傳統(tǒng)擴展卡爾曼濾波(EKF)方法提高了一倍,計算負載降低了約10%;在近距離時,解決了僅測角導航v-bar相對位置保持點不可觀測問題;并且當初始估計誤差呈非高斯特性時,依然可以實現(xiàn)對相對距離的無偏估計。
[Abstract]:For a spacecraft with a single optical / infrared camera as a relative navigation sensor, two methods, the eccentric installation of the camera and the square root lossless Kalman filter (SRUKF), are proposed. To solve the problem of angle-only navigation in the whole process of long distance and close range in autonomous rendezvous. In the installation of the observation camera, an artificial installation eccentricity of the order of decimeter is set up, the observation model of the camera is established according to the observed distance segment and the observation sensitivity matrix is derived. It is proved theoretically that the eccentric installation of radial and normal cameras can improve the observability of the relative position holding point of v-bar in close range, and has no effect on the accuracy of long range navigation. An angle-only navigation method based on SRUKF is proposed. The method does not require the initial estimation error to meet the small assumption and the Gao Si distribution hypothesis of zero mean value. The numerical examples show that the accuracy of the proposed angle-only navigation method is twice as high as that of the traditional extended Kalman filter (EKF) method, and the computational load is reduced by about 10 parts at close range. The problem of unobservable relative position holding point of v-bar for angle-only navigation is solved, and the unbiased estimation of relative distance can still be realized when the initial estimation error is non-.
【作者單位】： 國防科學技術大學航天科學與工程學院;瑞士聯(lián)邦理工學院瑞士宇航中心;載人航天總體研究論證中心;
【基金】：國家自然科學基金(11572345,11272346) 國家部委資助項目(2013CB733100)
【分類號】：V448.2

【參考文獻】

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【共引文獻】

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【二級參考文獻】

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本文編號：1847404