[發(fā)明專利]火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710868964.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN107806887A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉;方寶東;陳曉;尤偉;王驄;張嵬;張恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航天器自主管理方法，特別是涉及一種火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法。

背景技術(shù)

火星導(dǎo)航敏感器是火星探測(cè)自主導(dǎo)航中主要的量測(cè)設(shè)備，其量測(cè)精度直接影響著導(dǎo)航的精度，雖然導(dǎo)航敏感器在地面上進(jìn)行了嚴(yán)格的標(biāo)定，但是受于發(fā)射過程中應(yīng)力的釋放、太空環(huán)境的復(fù)雜多變、長期飛行器件的老化等多種因素的影響，會(huì)使導(dǎo)航敏感器安裝參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)航敏感器安裝參數(shù)直接影響視線指向精度，從而影響導(dǎo)航精度，研究火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌自主定標(biāo)方法，可以根據(jù)定標(biāo)天體的量測(cè)獲得高精度的指向信息，為導(dǎo)航敏感器提供高精度的幾何定標(biāo)信息，大大提高光學(xué)自主導(dǎo)航的可靠性、穩(wěn)定性和精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法，其能夠確定導(dǎo)航敏感器參數(shù)誤差，提高光學(xué)自主導(dǎo)航的可靠性、穩(wěn)定性和精度。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法，火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法包括以下步驟：

步驟一，在自主光學(xué)導(dǎo)航實(shí)施前，根據(jù)火星探測(cè)軌道設(shè)計(jì)結(jié)果篩選月球或小行星天體作為定標(biāo)天體，并在合適的時(shí)刻進(jìn)行姿態(tài)機(jī)動(dòng)，使火星導(dǎo)航敏感器對(duì)準(zhǔn)定標(biāo)天體；

步驟二，采用火星導(dǎo)航敏感器在軌拍攝包含目標(biāo)天體的序列星圖，運(yùn)用星圖識(shí)別算法及質(zhì)心算法提取定標(biāo)天體質(zhì)心，并對(duì)星圖質(zhì)心坐標(biāo)進(jìn)行多幀平均在軌處理，減小隨機(jī)誤差；

步驟三，根據(jù)參考星歷、地面站導(dǎo)航數(shù)據(jù)及火星探測(cè)器當(dāng)前姿態(tài)解算獲得定標(biāo)天體的預(yù)期質(zhì)心參數(shù)；

步驟四，根據(jù)火星導(dǎo)航敏感器標(biāo)定模型，確定敏感器標(biāo)定系數(shù)，實(shí)現(xiàn)火星敏感器的高精度標(biāo)定。

優(yōu)選地，所述火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法利用火星探測(cè)器飛行軌道特性，選取在軌飛行過程中接近的月球或小行星天體作為定標(biāo)天體。

優(yōu)選地，所述火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法在定標(biāo)過程中涉及的導(dǎo)航敏感器圖像處理、質(zhì)心提取、定標(biāo)參數(shù)解算都是由探測(cè)器在軌自主處理完成。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明能夠確定導(dǎo)航敏感器參數(shù)誤差，提高光學(xué)自主導(dǎo)航的可靠性、穩(wěn)定性和精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，本發(fā)明火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法包括以下步驟：

步驟一，在自主光學(xué)導(dǎo)航實(shí)施前，根據(jù)火星探測(cè)軌道設(shè)計(jì)結(jié)果篩選月球或小行星天體作為定標(biāo)天體，并在合適的時(shí)刻進(jìn)行姿態(tài)機(jī)動(dòng)，使火星導(dǎo)航敏感器對(duì)準(zhǔn)定標(biāo)天體；

步驟二，采用火星導(dǎo)航敏感器在軌拍攝包含目標(biāo)天體的序列星圖，運(yùn)用星圖識(shí)別算法及質(zhì)心算法提取定標(biāo)天體質(zhì)心，并對(duì)星圖質(zhì)心坐標(biāo)進(jìn)行多幀平均在軌處理，減小隨機(jī)誤差；

步驟三，根據(jù)導(dǎo)航敏感器拍攝時(shí)刻的參考星歷、地面站導(dǎo)航數(shù)據(jù)及火星探測(cè)器姿態(tài)解算獲得定標(biāo)天體的預(yù)期質(zhì)心參數(shù)；

步驟四，對(duì)比定標(biāo)天體的預(yù)期質(zhì)心參數(shù)和實(shí)際提取的質(zhì)心參數(shù)，利用火星導(dǎo)航敏感器標(biāo)定模型，確定敏感器標(biāo)定系數(shù)，實(shí)現(xiàn)火星敏感器的高精度標(biāo)定。

其中，在上述步驟一中，火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法利用火星探測(cè)器飛行軌道特性，選取在軌飛行過程中接近的月球或小行星天體作為定標(biāo)天體。

其中，在上述步驟二中，可進(jìn)行小范圍姿態(tài)機(jī)動(dòng)，使目標(biāo)天體出現(xiàn)在火星導(dǎo)航敏感器視場(chǎng)的不同位置，以進(jìn)一步提高標(biāo)定精度。

其中，在上述步驟三、步驟四中，火星導(dǎo)航敏感器安裝誤差在軌定標(biāo)方法在定標(biāo)過程中涉及的導(dǎo)航敏感器圖像處理、質(zhì)心提取、定標(biāo)參數(shù)解算都是由探測(cè)器在軌自主處理完成。

綜上所述，本發(fā)明能夠確定導(dǎo)航敏感器參數(shù)誤差，提高光學(xué)自主導(dǎo)航的可靠性、穩(wěn)定性和精度。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。