[發(fā)明專利]一種日地月導(dǎo)航的月心方向修正方法

有效

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• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102519454A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃翔宇;張曉文;張然;魏春嶺;亢淼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02;G01C25/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器自主導(dǎo)航領(lǐng)域，涉及一種日地月導(dǎo)航的月心方向修正方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)航信息對于衛(wèi)星執(zhí)行飛行任務(wù)具有重要的意義。到目前為止，國內(nèi)外的衛(wèi)星導(dǎo)航主要依靠地面設(shè)備完成，這種導(dǎo)航方式存在著運營昂貴、自主生存能力差等許多缺點。正是由于認(rèn)識到以地面測控為主的傳統(tǒng)模式在運行和管理中存在的缺陷，對衛(wèi)星自主導(dǎo)航技術(shù)的研究引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。美國、俄羅斯、歐空局等從上個世紀(jì)六十年代就開始對衛(wèi)星自主導(dǎo)航技術(shù)的進(jìn)行研究，先后提出了多個以應(yīng)用衛(wèi)星為主要背景的自主導(dǎo)航系統(tǒng)方案，并研制了相應(yīng)的星載測量儀器，包括地平掃描儀、空間六分儀等等。我國也一直在進(jìn)行航天器自主導(dǎo)航技術(shù)的研究和探索，但起步較晚，大多數(shù)的研究還只停留在方法論證階段。

出于質(zhì)量、成本、功耗以及批量生產(chǎn)等考慮，小型化、一體化、低成本已成為未來自主導(dǎo)航敏感器的發(fā)展趨勢。美國Microcosm公司研制的MANS自主導(dǎo)航系統(tǒng)，利用專用的一體化敏感器根據(jù)日、地、月的在軌測量數(shù)據(jù)實時確定航天器的軌道和三軸姿態(tài)，是完全意義上的自主導(dǎo)航系統(tǒng)。由于太陽、地球、月球是自然天體，其運動規(guī)律清楚且容易識別，導(dǎo)航資源不受限制。因此，研究該自主導(dǎo)航技術(shù)具有重要的工程應(yīng)用價值。早在1994年3月美國空軍發(fā)射的“空間試驗平臺-D”航天器就搭載該系統(tǒng)進(jìn)行了在軌飛行試驗。

傳統(tǒng)的基于日地月測量的自主導(dǎo)航算法存在著導(dǎo)航精度低的問題，大大影響和制約了基于日地月測量的自主導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用。隨著航天事業(yè)的發(fā)展，對衛(wèi)星導(dǎo)航的精度提出了越來越高的要求。例如為國民經(jīng)濟(jì)和軍事技術(shù)服務(wù)的導(dǎo)航衛(wèi)星、測地衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星等，都需要測軌系統(tǒng)提供其在空間運行的高精度軌跡和空間軌跡，從而為用戶做到精確導(dǎo)航定位，測定地面點位的精確位標(biāo)，或者有效監(jiān)測、跟蹤目標(biāo)并確定目標(biāo)的精確位置等等。總之，實現(xiàn)高精度的衛(wèi)星自主導(dǎo)航，如何提高基于日地月測量的自主導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度更成為國際航天導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種日地月導(dǎo)航的月心方向修正方法，對一體化日地月導(dǎo)航敏感器扇形視場掃描到月球的脈沖時刻進(jìn)行修正，從而提高了確定月心方向的精度，最終提高了自主導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種日地月導(dǎo)航的月心方向修正方法實現(xiàn)步驟如下：

(1)計算未進(jìn)行修正的月心方向在一體化日地月導(dǎo)航敏感器測量坐標(biāo)系中方位角φ_M和俯仰角δ_M，公式如下

φM=ωROT(tL1-MOON+tL2-MOON2-tM1-M-REF)---(22)]]>

δ_M＝arctg(sinμ_Mctgβ_L)?????????(23)