小天體探測是深空探測活動中的熱點問題,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,世界各國陸續(xù)開展了包括飛躍、繞飛、撞擊、著陸以及采樣返回等多種針對小天體的探測活動,并達成了預定科研目標。小天體探測活動,對先進航天技術的驗證和發(fā)展起到了關鍵作用,對探索天體誕生和生命起源也有著重要的科學意義。在小天體探測活動中,導航技術決定了探測器能否成功按需著陸,也因此決定了后續(xù)科研任務能否成功進行。傳統(tǒng)的慣性導航方法誤差較大且存在誤差累積問題,故難以適用于復雜的小天體探測活動,而基于視覺技術的地形相對導航方法的引入,使探測器完全自主導航成為了可能。目前,小天體探測任務常用的導航技術,普遍結(jié)合了傳統(tǒng)慣性導航方法和基于視覺技術的地形相對導航方法,具備精度高、速度快等優(yōu)點,能夠有效地輔助探測器完成著陸任務。首先,研究了小天體探測任務中的導航問題,提出了小天體探測下降段視覺地形相對導航方法。依據(jù)單像空間后方交會的基本原理,建立了包含導航相機內(nèi)外方位元素、像點坐標與物方坐標等參數(shù)的誤差方程,利用附有參數(shù)的條件平差方法,實現(xiàn)對參數(shù)準確解算。相對于現(xiàn)存導航算法,本算法一方面考慮了相機內(nèi)方位元素帶來的誤差,另一方面在參數(shù)解算過程中利用平差方... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 小天體探測任務現(xiàn)狀
        1.2.2 自主導航方法研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容和組織結(jié)構
第2章 導航數(shù)據(jù)仿真平臺
    2.1 引言
    2.2 導航過程中的表示方法
        2.2.1 坐標系統(tǒng)
        2.2.2 姿態(tài)表示
    2.3 導航數(shù)據(jù)仿真平臺設計
        2.3.1 導航數(shù)據(jù)仿真平臺功能
        2.3.2 導航數(shù)據(jù)仿真平臺設計原理
    2.4 導航數(shù)據(jù)仿真平臺運行過程
    2.5 本章小結(jié)
第3章 小天體探測下降段視覺地形相對導航方法設計
    3.1 引言
    3.2 導航算法涉及的基本方法
        3.2.1 單像空間后方交會法
        3.2.2 附有參數(shù)的條件平差方法
    3.3 導航算法的設計
        3.3.1 導航算法設計思想
        3.3.2 導航算法推導過程
        3.3.3 導航算法運行流程
    3.4 算法的特點和優(yōu)勢分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 視覺地形相對導航實驗結(jié)果與分析
    4.1 引言
    4.2 導航數(shù)據(jù)仿真平臺下的仿真驗證
        4.2.1 特征點數(shù)量對導航精度的影響
        4.2.2 特征點分布對導航精度的影響
        4.2.3 參數(shù)解算誤差及收斂性分析
        4.2.4 算法運算時間
    4.3 小天體視覺地形相對導航仿真實驗驗證
        4.3.1 小天體模型及驗證數(shù)據(jù)生成
        4.3.2 實驗結(jié)果與分析
        4.3.3 算法性能對比與分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3160442