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火星探测接近段的光学自主导航研究
  • ISSN号:0254-6124
  • 期刊名称:《空间科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:V44[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]清华大学航天航空学院,北京100084, [2]宇航动力学国家重点实验室,西安710043, [3]西安卫星测控中心,西安710043, [4]上海航天控制技术研究所,上海200233
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项目(2012CB720000)和国家自然科学基金项目(11072122)共同资助
中文摘要:

目前光学自主导航技术已成为深空探测计划中的重点研究对象.已有研究多侧重于光学自主导航技术在深空探测巡航段或是对小行星探测接近段中的应用,而关于大行星探测接近段光学自主导航技术的研究比较少.结合中国即将开展的火星探测计划,研究了探测器在火星探测接近段中利用火星进行光学自主导航的整个过程,提出了适用于接近段的动力学模型、光学观测模型及自主导航滤波算法.通过对自主导航系统的可观测性分析,证明了仅利用火星光学信息进行自主导航的可行性.仿真计算结果表叽在接近段,整个光学自主导航的持续时间约为40h.在自主导航的最后5h内,滤波结果稳定,探测器的总体位置误差在40km以内,速度误差在O.25m·S-1以内.计算结果的精度满足实际任务需求,对中国火星探测计划具有直接的参考价值.

英文摘要:

The optical autonomous navigation has recently become one of the key topics in inter- planetary space missions. According to the current research literature, most people only focused on the application of optical autonomous navigation for the cruise phase or the approach phase of asteroids exploration. The research for the approach phase of planets is rare. Based on the upcoming Mars exploration program of China, with the research of dynamics model, observation madel and filtering algorithm, the process of the optical autonomous navigation during the Mars approach phase is studied. Through the observability analysis of the navigation system, the feasibility of using Mars optical information only for autonomous navigation is proved. Simulation result showed that the total time of the optical autonomous navigation for approach phase is about 40 hours. In the last 5 hours, the filtering results are becoming stable. The overall position error is less than 40 km, and the velocity error is 0.25 m-s-1. The stability and accuracy of the results can meet the requirement of actual task, and is referencable for Chinese Mars exploration program.

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期刊信息
  • 《空间科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院空间中心
  • 主编:吴季
  • 地址:北京8701信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjss@nssc.ac.cn
  • 电话:010-62582788
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6124
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1783/V
  • 邮发代号:2-562
  • 获奖情况:
  • 核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:3704