本文關鍵詞：測速測角組合自主導航性能評估研究

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【摘要】：深空探測是當今世界航天科技的重要領域。2011年,我國制定完成了“我國2030年前深空探測發(fā)展路線”,對未來深空探測工程的長遠發(fā)展目標與發(fā)展重點開展論證。在路線圖中,提出了明確而具體的探測任務,包括對火星、金星、木星等太陽系行星的遙感和探測,以及對近地小行星、對太陽的觀測。我國的深空探測將實現由月球探測到行星際探測的技術跨越,深空探測將是21世紀我國走向航天強國的必經歷程。在深空探測的各項技術領域中,深空探測導航技術是非常重要的一個方面。導航能力的好壞,將直接影響到深空探測任務的成敗。非自主的導航方法由于存在通信時延,隨著探測距離的增加,通信時延上升,已經不能滿足精度的要求。深空探測自主導航方法具有較強的連續(xù)性,其導航數據實時可用,但該方法的缺點在于無法通過人工干預,飛行器只能通過預先設置的算法和參數進行自主導航定軌定姿,因而其導航算法的性能好壞顯得尤為重要。針對以上問題,本文主要做了以下幾個方面的工作:1.提出了一套深空導航性能評估指標和評估方法體系。其中評估指標主要包括精度、可用性、連續(xù)性、實時性、穩(wěn)定性,從深空探測的項目背景入手,著重分析了提出這些指標的原因,以及其對深空探測導航系統(tǒng)的影響。針對每一種評估指標,都提出了相應的評估方法。綜合考慮各項指標,提出了基于層次分析的綜合評估方法,通過考慮各項指標的權重,并計算各項濾波算法在各個評估指標方面的效果,來綜合評價各個評估指標的優(yōu)劣。2.針對本項目的深空探測背景,提出了兩套性能評估軟件方案。其中方案一基于Matlab,主要用于項目的早期階段快速驗證各項算法。方案二基于OGRE和QT庫,用C++實現,能夠實現深空探測環(huán)境的模擬、仿真的參數設置以及最終結果的顯示�？紤]到后期需要與其他合作單位進行數據交互,因而各項參數都留有接口,并支持自我仿真和數據導入兩種模式。3.對各項評估方法進行了分析和仿真,對評估軟件進行了測試。設定了一個較為接近真實情況的深空探測仿真環(huán)境,選取了三種導航濾波算法并對其導航性能進行了評估。仿真結果表明,各項評估算法能夠有效的評估導航濾波算法性能,軟件評估系統(tǒng)也能正確運行并得出相應結果。
【關鍵詞】：深空探測 導航 性能評估 仿真平臺
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN96
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 背景介紹10
• 1.2 研究意義10-14
• 1.2.1 我國深空探測任務導航能力的需求10-12
• 1.2.2 開展深空探測自主導航技術研究的迫切性12-13
• 1.2.3 深空探測自主導航性能評估的必要性13-14
• 1.3 國內外研究現狀14-16
• 1.3.1 深空探測現狀與趨勢14
• 1.3.2 深空探測自主導航研究現狀14-16
• 1.4 主要工作與創(chuàng)新16-17
• 1.5 本文的結構與安排17-19
• 第二章 評估對象分析19-30
• 2.1 系統(tǒng)模型19-21
• 2.2 測速導航系統(tǒng)21-24
• 2.3 測角導航系統(tǒng)24-27
• 2.4 組合導航系統(tǒng)27-28
• 2.5 本章小結28-30
• 第三章 評估方法體系30-44
• 3.1 評估指標30-34
• 3.1.1 精度30
• 3.1.2 可用性30-31
• 3.1.3 連續(xù)性31-32
• 3.1.4 實時性32-33
• 3.1.5 穩(wěn)定性33-34
• 3.2 評估方法34-43
• 3.2.1 針對精度的評估34-36
• 3.2.2 針對可用性的評價36-37
• 3.2.3 針對連續(xù)性的評價37-38
• 3.2.4 針對實時性的評價38
• 3.2.5 針對穩(wěn)定性的評價38-39
• 3.2.6 綜合評價39-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第四章 軟件評估系統(tǒng)44-67
• 4.1 原理46-47
• 4.1.1 紅移測速導航模塊46
• 4.1.2 天文測角導航模塊46
• 4.1.3 組合導航模塊46
• 4.1.4 濾波46
• 4.1.5 評估模塊46-47
• 4.2 設計方案一47-49
• 4.3 設計方案二49-66
• 4.3.1 模型設計50-52
• 4.3.2 物理規(guī)律52-58
• 4.3.3 導航評估的仿真與實現58-64
• 4.3.4 程序運行流程64-66
• 4.4 本章小結66-67
• 第五章 測試案例67-76
• 5.1 精度68-69
• 5.2 可用性69
• 5.3 連續(xù)性69
• 5.4 實時性69
• 5.5 綜合評估69-72
• 5.6 軟件結果72-75
• 5.6.1 虛擬現實部分72-73
• 5.6.2 物理邏輯部分73-74
• 5.6.3 評估顯示部分74-75
• 5.7 本章小結75-76
• 第六章 結論76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀碩士學位期間取得的成果81-82

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 伍雁雄;張新;張繼真;王靈杰;曲賀盟;朱楊;曾飛;;星光折射自主導航星敏感器及光學系統(tǒng)設計研究[J];光學學報;2015年02期

2 雷厲;朱勤專;;飛行器測控通信技術發(fā)展趨勢與建議[J];飛行器測控學報;2014年06期

3 崔平遠;徐瑞;朱圣英;趙凡宇;;深空探測器自主技術發(fā)展現狀與趨勢[J];航空學報;2014年01期

4 李t，

本文編號：631281