在空間站表面自主巡檢的背景下,提出了一種大型航天器表面巡檢的相對導(dǎo)航算法。將加速度計測得的巡檢器本體系下的加速度與Hill方程相結(jié)合得到兩航天器質(zhì)心間的相對位置運動模型;由陀螺儀測得巡檢器的角速度,將軌道角速度去除后推導(dǎo)出巡檢器相對于導(dǎo)航系的姿態(tài)運動模型;運用深度相機測量空間站表面結(jié)構(gòu)點云數(shù)據(jù),以其配準計算后的值為觀測量設(shè)計了擴展卡爾曼濾波器,估計了巡檢器與空間站間的相對位置、相對姿態(tài)以及慣性測量單元的漂移誤差,并分析了影響導(dǎo)航系統(tǒng)精度的主要因素。仿真結(jié)果表明:相對位置的估計精度優(yōu)于0.01m,相對姿態(tài)精度優(yōu)于0.03°。

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【文章目錄】：
0 引言
1 系統(tǒng)總體設(shè)計
2 相對運動模型推導(dǎo)
    2.1 慣性測量單元誤差建模
    2.2 相對位置運動模型推導(dǎo)
    2.3 相對姿態(tài)運動模型推導(dǎo)
3 擴展卡爾曼濾波器的設(shè)計
    3.1 狀態(tài)方程的建立
    3.2 觀測方程的建立
4 仿真校驗與分析
    4.1 巡檢軌跡的設(shè)計
    4.2 算法校驗及分析
5 結(jié)論



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