[發明專利]航天器光譜紅移自主導航方法有效
| 申請號： | 201310072007.X | 申請日： | 2013-03-06 |
| 公開（公告）號： | CN103206955A | 公開（公告）日： | 2013-07-17 |
| 發明（設計）人： | 張偉;方寶東;陳曉;尤偉;張嵬;葉輝 | 申請（專利權）人： | 上海衛星工程研究所 |
| 主分類號： | G01C21/24 | 分類號： | G01C21/24 |
| 代理公司： | 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236 | 代理人： | 郭國中 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 航天器 光譜 自主 導航 方法 | ||
1.一種航天器光譜紅移自主導航方法，其特征在于，在太陽系，直接利用太陽系天體作為發光源，航天器依靠自身攜帶的光譜紅移測量敏感器接收到光譜信息，根據光譜紅移測量值參數，利用航天器星光敏感器測量的航天器姿態信息，獲得航天器的速度參數，進而通過積分獲得航天器的位置參數。
2.根據權利要求1所述的航天器光譜紅移自主導航方法，其特征在于，利用太陽、木星、以及地球中的任一個或任多個作為發光源。
3.根據權利要求1所述的航天器光譜紅移自主導航方法，其特征在于，根據多源光譜紅移特性測量值參數獲得航天器在慣性坐標系下的速度參數。
4.根據權利要求1所述的航天器光譜紅移自主導航方法，其特征在于，航天器姿態信息包括聯合恒星敏感器、太陽敏感器測量獲得的姿態角度參數。
5.根據權利要求2所述的航天器光譜紅移自主導航方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
步驟1：根據光譜紅移特征頻移公式，當航天器相對于光源運動時，在航天器上接收到的光源頻率fm與地面標定特征頻率f0的關系描述為：
其中為航天器在慣性坐標系下的速度，θ為航天器-光源連線與速度的夾角，c為真空中光速；
步驟2：選取天體慣性坐標系OXYZ；
步驟3：在慣性坐標系OXYZ下，測量得到航天器相對第一參考天體的徑向速率vr1，航天器相對第二參考天體的徑向速率vr2，航天器相對第三參考天體的徑向速率vr3；
步驟4：在本體系下航天器通過太敏或星敏測得第一參考天體位置的單位矢量第二參考天體位置的單位矢量第三參考天體位置的的單位矢量
步驟5：根據幾何關系，得向量方程：
其中v1,v2,v3為慣性系下各天體指向航天器位置的單位矢量，通過姿態敏感器獲取并結合探測器本體系轉換到慣性系的轉換矩陣Aib推導獲得，其觀測方程如下：
vr1,vr2,vr3通過天體紅移參數推導獲得，其觀測方程如下：
其中fm1,fm2,fm3分別為航天器接收到的各參考天體光源頻率；
由此建立對速度矢量、位置矢量的狀態估計方程組：
給定初值后，通過求解上述方程組，得到航天器在慣性坐標系下的速度矢量vp及位置矢量rp。
6.根據權利要求5所述的航天器光譜紅移自主導航方法，其特征在于，在步驟2中，坐標原點O選取為日心、或者地心。
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