[發明專利]一種替換結合外推的著陸導航方法

有效

• 申請號: 201310209681.8
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103256932A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張洪華;于萍;李驥;何健;黃翔宇;關軼峰;趙宇;梁俊;程銘;王鵬基;王大軼
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種替換結合外推的著陸導航方法，其特征在于步驟如下：

1）通過地面測定軌獲得探測器在慣性系下初始t₀時刻的位置和速度

2）通過安裝在探測器上的加速度計測量得到任意t_i時刻發動機推力產生的在探測器本體坐標系下的加速度其中i=0,1,2…n；

3）通過安裝在探測器上的星敏和陀螺獲得任意t_i時刻探測器本體在慣性系下的姿態矩陣

4）根據步驟3）中獲得的姿態矩陣以及步驟2）中得到的由發動機推力產生的加速度將發動機推力產生的加速度從探測器本體坐標系轉換到慣性系下，表示為

5）根據公式設初值為t₀時刻的位置和速度結合步驟4）求得的t_n時刻之前發動機推力在慣性系下產生的加速度計算獲得探測器在慣性系下當前時刻t_n的位置和速度其中是按照天體引力模型得到的探測器在位置處受到的引力加速度；

6）將步驟5）中得到的位置的絕對值與已知的天體表面高度相減獲得探測器當前時刻t_n的相對于天體表面的高度h_l；將步驟5）中得到的速度與天體自轉產生的天體表面速度相減即獲得探測器當前時刻t_n相對天體表面的運動速度

7）當不能通過敏感器直接獲取探測器在當前時刻t_n相對天體表面的高度測量值和速度測量值時，則將步驟6）求得的高度h_l和運動速度作為探測器在當前時刻t_n相對天體表面的高度和運動速度；并將得到的探測器相對天體表面高度h_l與已知的天體表面高度相加獲得探測器在慣性系下當前時刻t_n的位置的絕對值，并將此絕對值以及運動速度作為步驟5）中新的初值，本方法完成；當能夠通過探測直接獲取探測器在當前時刻t_n相對天體表面的高度測量值和速度測量值時；則進入步驟8）；

8）通過安裝在探測器本體的測距敏感器和測速敏感器，測量獲得探測器在當前時刻t_n相對天體表面的高度測量值h_m和速度測量值

9）當探測器相對天體表面高度大于h^*時，探測器相對于天體表面在當前時刻t_n的高度值h_n=k_h(h_n-1)h_l+(1-k_h(h_n-1))h_m；探測器在當前時刻t_n相對于天體表面的速度值當探測器相對天體表面高度小于h^*時，探測器在當前時刻t_n相對于天體表面的高度值h_n=h_m；探測器在當前時刻t_n相對于天體表面的速度值其中k_h(h_n-1)是高度h_n-1的函數，具有隨h_n-1增加而逐漸減小的特性；是速度的函數，具有隨絕對值增加而逐漸減小的特性；所述的h^*的具體數值根據飛行軌跡和測量敏感器特性確定；

10）將步驟9）中得到的探測器相對天體表面高度h_n與已知的天體表面高度相加獲得探測器在慣性系下當前時刻t_n的位置的絕對值，并將具有此絕對值的以及步驟9）中求得的運動速度作為步驟5）中新的初值。

2.根據權利要求1所述的一種替換結合外推的著陸導航方法，其特征在于：步驟9）所述的k_h(h_n-1)函數的具體形式為反比例函數k_h(h_n-1)=1/|h_n-1|；還可以為h_n-1絕對值的一次線性函數1-k^*(1-|h_n-1|/|h_max|)，其中h_max為飛行軌跡中探測器相對天體表面高度h可取得的最大值，k^*為絕對值小于1的正數。

3.根據權利要求1所述的一種替換結合外推的著陸導航方法，其特征在于：步驟9）所述的函數的具體形式為反比例函數還可以為v_n-1絕對值的一次線性函數其中為飛行軌跡中探測器相對天體表面速度可取得的最大值，k^*為絕對值小于1的正數。