收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深空探测光学自主导航研究

崔文  
【摘要】:深空探测自主导航技术在减少地面测控负担,提高探测器的生存能力和扩展探测器的特殊应用潜力等方面具有独特的优势,其在国外的深空探测活动中已经成功验证并逐步开始在实际任务中应用,未来的自主导航技术将成为深空探测技术发展的一种必然趋势。由于我国测控资源有限,在我国的深空探测规划中,发展自主导航技术将显得更为重要。本文以火星探测为例,深入研究了深空探测巡航段和接近段中的光学自主导航方法。 本文首先研究了光学自主导航过程中探测器在巡航段和接近段的动力学模型、光学观测模型及最小二乘算法、扩展卡尔曼滤波和Unscented卡尔曼滤波这三种典型的滤波算法。 在火星探测巡航段中,本文研究了基于小行星视线矢量信息的光学自主导航方法。根据火星探测器的发射窗口,设计了巡航段的标称轨道;研究了利用小行星进行光学导航的原理并给出了证明。详细分析了导航小行星的筛选准则并归纳出了可行的筛选步骤。结合设计的标称轨道,筛选出可用于实际任务的导航小行星序列。在两种不同的初始条件下,对巡航段的光学自主导航进行了仿真计算;研究比较了批处理滤波和序贯滤波中三种常见的滤波算法的性能,并给出了滤波算法的选择参考意见。 在接近段中,本文研究了探测器利用火星进行光学自主导航的方法。根据火星探测器的发射窗口,设计了接近段的标称轨道。利用接近段的观测模型,本文对自主导航系统的可观测性进行了分析论证,证明了自主导航系统具有可观测性。参考MESSENGER探测器的MDIS光学系统参数,仿真了探测器在接近段中的观测数据;并分别利用扩展卡尔曼滤波和Unscented卡尔曼滤波,计算探测器在接近段中的位置和速度,并对这两种算法进行分析比较,计算结果的精度满足实际任务的需求。 本文结合我国即将开展的火星探测任务,深入研究探讨了火星探测中的自主导航方法,具有一定的理论和实践价值,希望能为真正的火星探测任务提供适当的参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 宁晓琳;房建成;;一种基于UPF的月球车自主天文导航方法[J];宇航学报;2006年04期
2 郑伟;孙守明;汤国建;;基于X射线脉冲星的深空探测自主导航方法[J];中国空间科学技术;2008年05期
3 宁晓琳;房建成;;一种基于纯天文观测的火星车自主导航方法[J];空间科学学报;2006年02期
4 宁晓琳;房建成;;一种基于天体观测的月球车位置姿态确定方法[J];北京航空航天大学学报;2006年07期
5 叶飚;杨博;;一种采用衰减记忆滤波的环月航天器自主导航方法研究[J];宇航学报;2006年05期
6 母方欣;方群;罗建军;;基于最小二乘法的月球探测器自主导航[J];计算机仿真;2007年11期
7 李孝强 ,杨文强;导航卫星系统自主导航技术及其发展趋势[J];中国航天;2005年03期
8 乔国栋;李铁寿;王大轶;;地月转移轨道自主导航算法研究[J];航天控制;2008年02期
9 曹梦龙;于镭;;图像智能识别技术在图像自主导航中的应用[J];控制工程;2006年S2期
10 屈蔷;梅劲松;袁家斌;;小型无人机GPS自主导航算法的研究与实现[J];大众科技;2006年03期
11 张晨;李小民;;无人动力伞飞行航路自主控制方法研究[J];计算机测量与控制;2010年04期
12 王旭东,李果,谢斌;卫星交会的自主导航技术[J];航天控制;2002年03期
13 隋树林;赵晓伟;姚文龙;;UPF在探测器自主导航中的应用[J];微计算机信息;2008年04期
14 董云峰,章仁为;利用星敏感器的卫星自主导航[J];宇航学报;1995年04期
15 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
16 张艳;张育林;;基于星间测量的异构星座自主导航方法研究[J];宇航学报;2005年S1期
17 褚永辉;王大轶;黄翔宇;;基于能观度分析的信息融合组合导航方法研究[J];航天控制;2011年02期
18 崔祜涛,崔平远;软着陆小行星的自主导航与制导[J];宇航学报;2002年05期
19 范利涛;郑伟;汤国建;吴杰;;基于平方根UKF滤波的轨道机动飞行器自主导航方法(英文)[J];中国惯性技术学报;2008年06期
20 宁晓琳;蔡洪炜;吴伟仁;房建成;张学亮;;月球车的惯性/天文组合导航新方法[J];系统工程与电子技术;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 房建成;宁晓琳;;一种基于UPF的火星车自主天文导航新方法[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
2 李骥;黄翔宇;王大轶;;小天体软着陆的自主导航方法[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
3 关鹏;张继霞;;深空探测飞控故障诊断技术研究[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
4 欧阳自远;;我国深空探的测战略方向与发展规划研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
5 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
6 刘庆会;;高精度VLBI及其在深空探测中的应用[A];中国天文学会2011年学术年会手册[C];2011年
7 支全全;;故障趋势分析技术现状及在深空探测中的应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
8 戚克鋆;;月面巡视器技术及发展建议[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
9 张晓光;李洲;;欧空局深空探测网现状及发展[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
10 褚英志;徐博;;我国独立火星探测设想[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李丹;小卫星多传感器自主导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
2 王晓明;基于能观能控理论的航天器自主导航与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 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
4 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
5 田阳;行星着陆器自主导航与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
6 陈凤东;基于认知地图的移动机器人自主导航技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 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
8 韩金华;护士助手机器人总体方案及其关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 姚克明;火星无人机控制与自主导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
10 高庆吉;基于粗糙集理论的移动机器人自主导航研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔文;深空探测光学自主导航研究[D];清华大学;2012年
2 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
3 聂良伟;深空探测中精确自主着陆导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 王轶博;着陆器在火星大气进入段的自主导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 冯继航;导弹编队自主导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 席莉;自动引导实验车研究[D];安徽农业大学;2005年
7 谷志军;星载卫星/惯性深层全组合导航技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
8 唐磊;某型MAV飞控系统开发与飞行试验[D];南京航空航天大学;2007年
9 李鑫;基于卡尔曼滤波的弹道导弹自主导航及DSP实现[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 刘玉梅;基于小样本数据的航天器自主导航方法及其DSP实现研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孔萱文;火星探测将开启我国深空探测新篇章[N];光明日报;2010年
2 崔平远 徐瑞;深空探测瞄准3大目标[N];中国航天报;2004年
3 刘念;深空探测揭大幕[N];中国航天报;2000年
4 刘培香;中国深空探测大点兵[N];中国航天报;2005年
5 胡丽娟王翰林;我国深空探测将以月球—火星探测为主线[N];科技日报;2007年
6 记者 喻菲、 俞铮;我国将积极进行深空探测[N];人民日报;2006年
7 黄全权常玉洁;今后“月球-火星”这条道,将会很“挤”[N];新华每日电讯;2007年
8 王敏 蔡金曼;我国探月及深空探测取得新突破[N];新华每日电讯;2011年
9 本报记者 陈军梅;自主导航软件崛起[N];中国质量报;2008年
10 杜颖;嫦娥奔月应有时 开拓创新探深空[N];中国航天报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978