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《哈尔滨工业大学》 2006年
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交会小行星的自主导航方法研究

时剑波  
【摘要】: 最近的数十年中,世界各国发射了许多深空探测器,用以探测太阳系内有科学价值的各类大小天体。在深空探测任务中,自主导航技术是十分重要的,本文对交会小行星的自主导航方法进行研究,主要内容包括: 首先,分析交会小行星的轨道特性及任务需求,建立简化的深空探测器轨道动力学模型,并验证了简化模型的误差能否满足自主导航任务的需求。其次,通过对国际上现有技术的分析,给出两种不同的导航观测方案:一是利用图像作为观测量的自主导航;二是利用视线方向及夹角作为观测量的自主导航。同时分析了观测误差,建立了观测方程。 第三,给出观测矩阵秩条件及矩阵奇异值分解的非线性系统可观性分析方法,对自主导航系统进行可观性分析。同时利用卡尔曼滤波误差方程对自主导航算法进行误差分析,并将两种分析结果作比较。 最后,在可观性分析和误差分析的基础上,分别给出基于图像测量的自主导航方法和基于视线方向及夹角测量的自主导航方法,并对这两种方法进行蒙特卡罗数值仿真,通过对仿真结果的分析和比较,在现有仪器的测量精度下,探测器在与目标天体交会时刻的位置估计精度分别是0.42km和0.04km,由此表明两种自主导航方案都是可行的。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V448.2

【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张宁博;毛新愿;;基于深空网的小天体定位方案分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(上册)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨涛;面向空间任务的追踪理论与应用研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨勤利;深空探测小天体巡航段与交会段自主导航方法研究[D];上海交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄翔宇,崔祜涛,崔平远;探测器着陆小天体的自主光学导航研究[J];电子学报;2003年05期
2 黄翔宇,荆武兴;基于“日-地-月”信息的卫星自主导航技术研究[J];哈尔滨工业大学学报;2002年05期
3 赵旭,李铁寿;月球卫星的自主轨道确定[J];航天控制;2000年01期
4 郭建新,解永春;基于姿态敏感器的地球同步轨道卫星自主导航研究[J];航天控制;2003年04期
5 魏春岭,李勇,陈义庆;基于紫外敏感器的航天器自主导航[J];航天控制;2004年03期
6 潘科炎;航天器的自主导航技术[J];航天控制;1994年02期
7 胡国荣,欧吉坤;星载GPS低轨卫星几何法精密定轨研究[J];空间科学学报;2000年01期
8 韩潮,章仁为;利用雷达测高仪的卫星自主定轨[J];宇航学报;1999年03期
9 荆武兴;基于日地月方位信息的近地轨道卫星自主导航[J];宇航学报;2003年04期
10 王淑一,杨旭,杨涤,程杨;近地卫星磁测自主导航算法研究[J];宇航学报;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵黎平;近地卫星自主轨道确定和控制系统研究[D];西北工业大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁晓琳,房建成;航天器自主天文导航系统的可观测性及可观测度分析[J];北京航空航天大学学报;2005年06期
2 刘军;韩潮;;基于UKF的雷达高度计自主定轨[J];北京航空航天大学学报;2006年08期
3 刘勇;徐世杰;;基于SSUKF的航天器自主导航算法[J];北京航空航天大学学报;2007年02期
4 张丽敏;熊智;乔黎;刘建业;;基于雷达高度计-星敏感器的卫星自主导航精度分析[J];传感器与微系统;2008年04期
5 马旭辉;郭强;赵灵琳;;基于UKF滤波的近地卫星自主组合导航方法研究[J];测绘与空间地理信息;2011年05期
6 宓莎;杜红棉;马铁华;王俊峰;;基于恒星地球敏感器的空间飞行器自主导航系统[J];导弹与航天运载技术;2011年04期
7 王岩;秦永元;;联邦滤波理论在卫星自主导航中的应用[J];弹箭与制导学报;2004年S2期
8 蔡艳芳;方群;周姜滨;涂良辉;;基于信息融合的SINS/ESMPS/ST组合导航系统研究[J];弹箭与制导学报;2006年SA期
9 李建喜;陈文生;叶磊;;飞行器在直角坐标系中定位方法研究[J];电脑知识与技术;2006年26期
10 王向磊;田颜锋;;基于地磁场的自主导航研究[J];地球物理学报;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓仕海;杨鹏昊;张政治;;北斗系统自主导航技术思考[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 张杰;黄卫民;纪永刚;张有广;;中国海洋微波遥感研究进展[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文选集[C];2003年
3 胡维多;D.J.Scheerees;;飞行器围绕小行星的轨道运动[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
4 乔国栋;王大轶;李铁寿;;基于能观度分析的转移轨道自主导航算法研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第四届学术年会论文集[C];2007年
5 马东洋;陈景伟;赵羲;徐青;;基于图像处理技术的导航目标在轨提取与跟踪[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划“深空探测与空间实验技术”重大项目学术研讨会论文集[C];2009年
6 马东洋;陈景伟;赵羲;徐青;;基于光学测量的小天体接近与撞击自主导航方案设计[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划“深空探测与空间实验技术”重大项目学术研讨会论文集[C];2009年
7 苏拾;安志勇;张国玉;徐熙平;孙向阳;徐亮;宋静怡;;自主导航试验用月亮模拟器研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
8 吴志华;申功勋;;基于GPS的大飞机定轨算法研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
9 胡海静;朱圣英;崔平远;;基于高度测量的近小天体悬停探测器的控制方法[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(上册)[C];2012年
10 王向磊;史丰丰;王姜婷;;无迹粒子滤波在基于地磁场的卫星自主导航中的应用分析[A];第四届中国卫星导航学术年会论文集-S9 组合导航与导航新方法[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 秦显平;星载GPS低轨卫星定轨理论及方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
2 方荣新;高采样率GPS数据非差精密处理方法及其在地震学中的应用研究[D];武汉大学;2010年
3 杨雪榕;卫星跟飞编队控制问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 苏哲;X射线脉冲星导航信号处理方法和仿真实验系统研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 张振江;近小行星轨道动力学研究及其在引力拖车中的应用[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 丁萌;空间探测器着陆过程中的机器视觉关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 刘睿;飞行器惯性/地磁/天文组合导航系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 乔黎;X射线脉冲星高轨道卫星自主导航及其应用技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 李茂登;月球软着陆自主导航、制导与控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 黄玉;地磁场测量及水下磁定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李博;基于星间定向观测的导航星座长期自主定轨技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 李海生;基于星间测距及方向约束的导航星座自主定轨技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 林杰;脉冲星识别算法及其矢量测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 陈明;超低轨道卫星气动力辅助轨道保持应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 刘洋;一种基于UKF的地球卫星自主导航算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 郭雪姣;非线性滤波算法研究及其在卫星高精度定轨中的应用[D];国防科学技术大学;2010年
7 汪瑞良;基于合成孔径雷达的卫星自主导航算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 李晓磊;基于合成孔径雷达的卫星自主定轨技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 唐康华;GPS快速定姿技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
10 秦显平;基于SLR技术的卫星精密定轨[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁晓琳,房建成;航天器自主天文导航系统的可观测性及可观测度分析[J];北京航空航天大学学报;2005年06期
2 徐伟彪,赵海斌;小行星深空探测的科学意义和展望[J];地球科学进展;2005年11期
3 马洪忠;彭建平;吴维;崔秀敏;张山;;智能变形飞行器的研究与发展[J];飞航导弹;2006年05期
4 屈香菊;;直接多重打靶法在轨迹优化方面的应用[J];飞行力学;1992年01期
5 胡朝江,陈士橹;改进直接多重打靶算法及其应用[J];飞行力学;2004年01期
6 周克强;高晓光;白奕;;反卫星卫星攻击方式研究[J];飞行力学;2006年04期
7 张爱萍;循环矩阵的性质及其对角化[J];广西师院学报(自然科学版);2000年04期
8 黄翔宇,荆武兴;基于“日-地-月”信息的卫星自主导航技术研究[J];哈尔滨工业大学学报;2002年05期
9 时剑波;;深空探测器小天体交会段自主导航方法研究[J];航天控制;2009年04期
10 周礼勇 ,周济林 ,孙义燧;Stabilities of asteroid orbits in resonances[J];Science in China,Ser.A;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 张玉锟;卫星编队飞行的动力学与控制技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 孟云鹤;近地轨道航天器编队飞行控制与应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
3 王兆魁;分布式卫星动力学建模与控制研究[D];国防科学技术大学;2006年
4 张健;分布式卫星自主构形重构技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 吴文昭;分布式卫星系统构形调整规划研究[D];国防科学技术大学;2007年
6 乔栋;深空探测转移轨道设计方法研究及在小天体探测中的应用[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 朱彦伟;航天器近距离相对运动轨迹规划与控制研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 胡正东;天基对地打击武器轨道规划与制导技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
9 常晓华;深空自主导航方法研究及在小天体探测中的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 周克强;空间飞行器智能自主控制研究[D];西北工业大学;2006年
2 孔凡亮;废弃卫星返回的燃料质量—时间优化研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李学逊;GPS载波相位观测值的线性组合及其相关性分析[J];测绘通报;1994年03期
2 欧吉坤;GPS测量的中性大气折射改正的研究[J];测绘学报;1998年01期
3 张金槐;关于自适应滤波技术的一些思考[J];国防科技大学学报;1994年03期
4 崔海英;佘明生;;航天器的一种轨道维持方法[J];航天器工程;1995年04期
5 杨维廉;;一种高精度的卫星星历模型[J];航天器工程;1999年02期
6 孙宝祥,黎涌,高益军;GPS自主定姿定轨技术在新一代大型静止轨道卫星上的应用[J];航天控制;1999年03期
7 赵旭,李铁寿;月球卫星的自主轨道确定[J];航天控制;2000年01期
8 王旭东,李新峰,席敦义;中国巴西地球资源卫星的轨道捕获和轨迹交会控制[J];航天控制;2000年03期
9 赵黎平,周军,周凤岐;基于磁强计的卫星自主定轨[J];航天控制;2001年03期
10 谌颖;邻近近圆轨道两个飞行器的最优交会[J];航天控制;1995年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄翔宇;崔平远;崔祜涛;;深空自主导航系统的可观性分析[J];宇航学报;2006年03期
2 黄琳,荆武兴,李应波,景前峰;利用雷达高度计的卫星自主导航[J];上海航天;2005年03期
3 陈金令;石川;徐征峰;谢德林;陈洪斌;;直接探测激光雷达系统的仿真软件设计[J];中国测试技术;2007年05期
4 M.V.Samii;Y.Nakai;李纲;;航天器利用跟踪与数据中继卫星系统导航的评述[J];飞行器测控学报;1989年02期
5 祝转民;柳立;徐宗本;;基于稳健补偿的卫星数据电波折射误差修正方法[J];系统工程与电子技术;2006年04期
6 傅敏辉;邹惠之;掌静;陆本魁;金文庆;;低测角精度下的轨道确定计算方法[J];飞行器测控学报;2006年05期
7 任松;司长哲;贺剑;;基于EA-SA的卫星初始轨道确定算法[J];四川大学学报(自然科学版);2008年05期
8 文援兰;何星星;李志;朱俊;刘翔春;;天基照相跟踪空间碎片批处理轨道确定研究[J];宇航学报;2010年03期
9 王勇;;面向系统结构图数字仿真的一种通用算法[J];武汉理工大学学报;1992年04期
10 Kurt Brock ,Rich Fuller ,魏晨曦;用于航天器的GPS姿态和轨道确定技术[J];飞行器测控学报;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁晋才;;前言[A];2000年上海市系统仿真学会学术年会论文专辑[C];2000年
2 范炳健;任毅;纪慧生;;GPSS/C与混合系统仿真[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年
3 赖纯洁;蒋酂平;;南水北调工程系统仿真[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
4 张怀强;张晓兵;;系统仿真的军事应用研究[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
5 王俊鹏;雷振亚;王菲;刘秀祥;;基于亮点法的引信射频系统仿真[A];2010年全国电磁兼容会议论文集[C];2010年
6 裴伟民;黎阳生;;企业技术进步系统仿真研究[A];企业发展与系统工程——中国系统工程学会第七届年会论文集[C];1992年
7 尹大成;朱明;陈锋;;基于多Agent的生态系统仿真[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年
8 徐瑞;崔平远;朱圣英;崔祜涛;;小行星接近段自主导航系统设计[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划“深空探测与空间实验技术”重大项目学术研讨会论文集[C];2009年
9 晏启鹏;;高速路入口匝道交通感应控制系统仿真[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
10 赵丹;谈振藩;;声纳基阵姿态稳定系统的滑模变结构控制[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张孟军;日本一探测器近日将撞击小行星[N];科技日报;2005年
2 记者 曲俊雅;美宇航局探测器发现新生星系[N];新华每日电讯;2004年
3 山东 刘瑞金;PICKER CT机维修实例两则[N];电子报;2007年
4 杨京德;咱们参与的世界最大粒子加速器,进入最后建造阶段[N];新华每日电讯;2008年
5 毛文波;800公里外亲密接触[N];科技日报;2008年
6 张春燕;欧美争相推出“撞月”计划[N];解放日报;2006年
7 毛黎;美研制出单探测器量子密码分发系统[N];科技日报;2008年
8 赛迪顾问计算机产业研究中心副总经理 胡小鹏;系统仿真蕴藏50亿元商机[N];中国计算机报;2008年
9 湖北 叶启明;简单实用的人体接近探测器[N];电子报;2002年
10 陈雪梅 本报记者  江东;用未经检定的探测器执法有效吗[N];中国质量报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘宇飞;深空自主导航方法研究及在接近小天体中的应用[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 王石;卫星轨道控制与轨道确定算法研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 胡浩军;运动平台捕获、跟踪与瞄准系统视轴稳定技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
4 李爽;基于光学测量的相对导航方法及在星际着陆中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 张贵明;SAR卫星GPS轨道和姿态测量技术研究[D];电子科技大学;2001年
6 叶常春;基于Web的无线导航服务技术及其空间数据组织方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 姚缨英;大型电力变压器直流偏磁现象的研究[D];沈阳工业大学;2000年
8 石丹;金融创新系统研究[D];武汉理工大学;2007年
9 林昊俊;旅游企业运行研究[D];天津大学;2007年
10 吕荣杰;基于CAS理论的公司治理系统研究[D];河北工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 时剑波;交会小行星的自主导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 余列强;地下洞室群交通运输系统建模与仿真[D];武汉大学;2005年
3 程欣;基于离散制造的流水线制造执行系统(MES)的仿真研究[D];昆明理工大学;2006年
4 潘耀章;高强度气体放电灯及其电子镇流器系统的建模与仿真[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 吴丹;基于系统仿真的港口航道通过能力研究[D];大连理工大学;2007年
6 范淑敏;遗传算法在PID控制中的应用[D];北方工业大学;2007年
7 史修芬;硅基差分电容式加速度传感器的研究与设计[D];电子科技大学;2008年
8 赵晓伟;深空探测器自主导航的非线性滤波算法研究与仿真[D];青岛科技大学;2008年
9 季小娟;南京市商品住宅价格系统动力学模型仿真研究[D];南京航空航天大学;2008年
10 高晶鑫;基于流线分析的客运枢纽内部设施布置优化研究[D];吉林大学;2009年
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