[發(fā)明專利]火星表面影像非合作目標(biāo)的定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810705980.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109084769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張嵬;張偉;李金岳;謝攀;姚紅蓮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/24
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國(guó)中

1.一種火星表面影像非合作目標(biāo)的定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：由火星探測(cè)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)責(zé)，針對(duì)特定火星表面目標(biāo)提出火星表面影像位置定位信息獲取任務(wù)，根據(jù)高分辨率相機(jī)所獲影像信息劃定目標(biāo)區(qū)域；

步驟二：根據(jù)步驟一所劃定區(qū)域，在考慮火星表面曲率影響的基礎(chǔ)上，對(duì)高分辨率相機(jī)所獲影像信息進(jìn)行火星表面像元分辨率校正分析，以器下點(diǎn)為參考點(diǎn)對(duì)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行像元計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)；

步驟三：考慮器地時(shí)延及器地時(shí)統(tǒng)因素，通過(guò)地面測(cè)控系統(tǒng)、VLBI測(cè)定軌系統(tǒng)及探測(cè)器自主導(dǎo)航系統(tǒng)，結(jié)合地面天文系統(tǒng)及星力系統(tǒng)，以步驟一提出的火星表面目標(biāo)影像為輸入，完成對(duì)探測(cè)器定位信息的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換；

步驟四：在火星慣性系下對(duì)探測(cè)器位置信息進(jìn)行建模，從徑向、切向和法向三個(gè)方向描述探測(cè)器定位誤差對(duì)火星表面影響非合作目標(biāo)的定位影響；

步驟五：根據(jù)探測(cè)器GNC分系統(tǒng)，結(jié)合測(cè)定軌信息及高分辨率相機(jī)視軸特性，通過(guò)建模完成高分辨率相機(jī)成像時(shí)刻探測(cè)器三軸姿態(tài)信息提取，并分析姿態(tài)誤差對(duì)目標(biāo)定位的影響；

步驟六：考慮探測(cè)器在軌運(yùn)行過(guò)程中，高分辨率相機(jī)所采用的推掃成像方式，以推掃行為單位分析時(shí)標(biāo)精度，獲得因時(shí)間同步性誤差而帶來(lái)的火星表面非合作目標(biāo)定位誤差；

步驟七：考慮高分辨相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)離軸前視角存在的可能性，相機(jī)視軸將不與器下點(diǎn)重合，所觀察到目標(biāo)的時(shí)刻相對(duì)于器下點(diǎn)將發(fā)生變化，對(duì)高于或低于火星表面參考面的火星表面非合作目標(biāo)，建模分析該高程測(cè)量誤差對(duì)非合作目標(biāo)的定位誤差；

步驟八：針對(duì)無(wú)活動(dòng)部件的高分辨率相機(jī)，其視軸測(cè)量精度會(huì)影響圖像定位精度，該項(xiàng)誤差由地面進(jìn)行標(biāo)定，高分辨率相機(jī)與整器及姿態(tài)測(cè)量部件間傳遞的測(cè)量殘差可控；

步驟九：探測(cè)器發(fā)射主動(dòng)段環(huán)境以及在軌環(huán)境將使探測(cè)器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生隨機(jī)性形變，影響火星表面目標(biāo)定位精度，如微重力狀態(tài)、大氣傳輸路徑的不確定性、在軌熱變形及探測(cè)器自身變化的不確定性因素；

步驟十：識(shí)別并分析各項(xiàng)影響誤差的類別和特性，考慮步驟二至步驟九各影響分析，各誤差項(xiàng)相互獨(dú)立，以均方根誤差進(jìn)行合成后獲得最終的定位誤差分析結(jié)果，根據(jù)火星表面先驗(yàn)信息，對(duì)定位信息精度進(jìn)行評(píng)估以指導(dǎo)定位信息的輸出。