[發(fā)明專利]基于在軌數(shù)據(jù)進(jìn)行相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)輔助判斷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410286240.2
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104061926B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國峰;蔡雨辰;王振華;陳朝暉;奚坤;黨紀(jì)紅;張維瑾;張韓笑;楊俊春;黎藜;魏高樂
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

1.基于在軌數(shù)據(jù)進(jìn)行相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)輔助判斷的方法，其特征在于包括步驟如下：

步驟A1：根據(jù)在軌注入的飛船和目標(biāo)的相對位置和相對姿態(tài)信息初始化相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)估值；

步驟A2：根據(jù)飛船陀螺、加速度計測量的脈沖數(shù)計算飛船當(dāng)前周期的三軸姿態(tài)角速度和三軸線速度；

步驟A3：獲取當(dāng)前相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)的測量值并對測量值進(jìn)行濾波；對當(dāng)前相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)的測量值進(jìn)行濾波的具體方法如下：

步驟B1：判斷相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志是否有效，若有效則轉(zhuǎn)步驟B2，否則退出濾波過程進(jìn)入步驟B8；

步驟B2：利用空間動力學(xué)算法，根據(jù)步驟A2計算出的飛船當(dāng)前周期的三軸姿態(tài)角速度和三軸線速度以及上一周期的相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)估值，計算當(dāng)前周期的相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)的估值；若為首次濾波，所述的上一周期相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)估值為步驟A1中的初始化的相對位置和相對姿態(tài)估值，否則所述的上一周期相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)估值為上一周期濾波過程中計算出的相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)估值；

步驟B3：判斷相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志是否有效，若有效則轉(zhuǎn)步驟B4，否則退出濾波過程進(jìn)入步驟B8；

步驟B4：計算當(dāng)前周期的相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)的測量值與步驟B2中計算出的估值的差值，并將差值的絕對值與剃野閾值比較，若相對位置或相對姿態(tài)的測量值與估值的差值絕對值大于剃野閾值，則判斷當(dāng)前周期的相對位置或相對姿態(tài)測量值無效，轉(zhuǎn)步驟B5，否則轉(zhuǎn)步驟B6；所述剃野閾值表示相對位置和相對姿態(tài)的測量值的浮動范圍；

步驟B5：置相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志無效，并退出濾波過程，進(jìn)入步驟B8；

步驟B6：將步驟B4中計算出的相對位置和相對姿態(tài)的測量值與估值的差值的絕對值與限幅閾值比較，若相對位置或相對姿態(tài)的測量值與估值的差值的絕對值大于限幅閾值，則將限幅閾值賦值給該差值，否則不做任何處理直接進(jìn)入步驟B7；所述限幅閾值表示測量值的浮動范圍；

步驟B7：利用當(dāng)前周期的相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)的估值與步驟B6計算出的差值求和，并利用該求和結(jié)果更新當(dāng)前周期相對導(dǎo)航敏感器位置姿態(tài)估值；

步驟B8：結(jié)束；

步驟A4：對當(dāng)前周期的相對導(dǎo)航敏感器的狀態(tài)進(jìn)行判讀得到相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)的判讀信息，所述的判讀信息包括相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志、相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志和相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志三個狀態(tài)標(biāo)志和相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器值；所述相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志表示相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)的測量值在通信信道中傳輸正確的標(biāo)志；所述相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志表示相對導(dǎo)航敏感器在一定時間內(nèi)測量數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定時，相對導(dǎo)航敏感器的濾波過程可以進(jìn)行的標(biāo)志；所述相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志表示當(dāng)前周期相對導(dǎo)航敏感器測量的相對位置和相對姿態(tài)有效的標(biāo)志；

所述相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器值表示相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)判讀過程的計數(shù)器的值；

相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)判讀過程的具體步驟如下：

步驟C1：判斷相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志是否有效，若無效則轉(zhuǎn)步驟C2，否則轉(zhuǎn)步驟C7；

步驟C2：判斷相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志是否有效，若有效則轉(zhuǎn)步驟C3，否則轉(zhuǎn)步驟C4；

步驟C3：將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器加1并進(jìn)入步驟C5；

步驟C4：將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器清零并進(jìn)入步驟C5；

步驟C5：判斷相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器的值是否大于閾值a，若大于則轉(zhuǎn)步驟C6，否則轉(zhuǎn)步驟C7；

步驟C6：置相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志有效以及置相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志無效；

步驟C7：若相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志有效，且相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志無效，則轉(zhuǎn)步驟C8，否則轉(zhuǎn)步驟C15；

步驟C8：若相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志有效，則轉(zhuǎn)步驟C9，否則轉(zhuǎn)步驟C10；

步驟C9：將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器加1；

步驟C10：將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器減1；

步驟C11：判斷相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器的值是否大于閾值b，若大于則轉(zhuǎn)步驟C12，否則轉(zhuǎn)步驟C13；

步驟C12：置相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志有效；

步驟C13：判斷相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器的值是否小于閾值c，若小于則轉(zhuǎn)步驟C14，否則退出相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)判讀過程并進(jìn)入步驟C21；

步驟C14：置相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志無效，相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志無效，并將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器清零并進(jìn)入步驟C21；

步驟C15：判斷相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志是否有效，若有效則轉(zhuǎn)步驟C16，否則退出相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)判讀過程并進(jìn)入步驟C21；

步驟C16：判斷相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志是否，若有效則轉(zhuǎn)步驟C17，否則，轉(zhuǎn)步驟C18；

步驟C17：將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器加1；

步驟C18：將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器減1；

步驟C19：判斷相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器的值是否小于閾值d，若小于則轉(zhuǎn)步驟C20，否則退出相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)判讀過程并進(jìn)入步驟C21；

步驟C20：置相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志無效，相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志無效，并將相對導(dǎo)航敏感器濾波計數(shù)器清零；

步驟C21：結(jié)束；

步驟A5：遙測下傳步驟A4得到的當(dāng)前周期的相對導(dǎo)航敏感器狀態(tài)的判讀信息，并根據(jù)判讀信息對相對導(dǎo)航敏感器的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷；

根據(jù)判斷信息對相對導(dǎo)航敏感期的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷的具體方法如下：

(1)若相對導(dǎo)航敏感器數(shù)據(jù)可用標(biāo)志有效，則表示相對導(dǎo)航敏感器的相對位置和相對姿態(tài)的測量值在通信信道中傳輸正確，否則表示測量值在通信信道中傳輸錯誤；

(2)若相對導(dǎo)航敏感器導(dǎo)航允許標(biāo)志有效，則表示相對導(dǎo)航敏感器在一定時間內(nèi)相對位置和相對姿態(tài)的測量值比較穩(wěn)定，相對導(dǎo)航敏感器的濾波過程正在進(jìn)行；否則表示一定時間內(nèi)相對導(dǎo)航敏感器測量值不穩(wěn)，飛船需等待相對導(dǎo)航敏感器測量值穩(wěn)定后才能開始進(jìn)行測量值濾波；

(3)若相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志有效，則表示當(dāng)前相對導(dǎo)航敏感器測量狀態(tài)有效；若相對導(dǎo)航敏感器濾波收斂標(biāo)志無效，則表示當(dāng)前相對導(dǎo)航敏感器測量狀態(tài)無效。