[發明專利]一種可回收航天運載器的導航方法

有效

• 申請號: 202010977702.0
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN111928858B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 鐘友武;趙向楠;徐孟晉
• 申請（專利權）人: 藍箭航天空間科技股份有限公司
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24
• 代理公司: 北京北匯律師事務所 11711
• 代理人: 高元吉

本發明提供一種可回收航天運載器的導航系統，包括：當子級回收再入段時，子級導航子系統中的第一慣性導航裝置和第一衛星導航接收機輸出第一慣性導航信息和第一衛星導航信息，子級導航子系統利用第一雷達高度計完成第一高度信息的第一組合信息，第一組合信息用于航天運載器子級再入段的制導控制；當子級近地著陸段時，子級導航子系統結合第一衛星導航信息與回收導航地面配合子系統中的衛星導航差分站的差分信號，進行差分導航運算。通過子級導航子系統與回收導航地面配合子系統相互配合能夠讓回收式航天運載器在回收段執行定點降落，子級回收降落精準可靠。

技術領域

本發明涉及航天運載器的導航領域，具體涉及一種可回收航天運載器的導航方法。

背景技術

走出地球、開發利用太空資源是人類發展的趨勢之一，如何降低進入太空的費用是整個航天工業界面臨的主要挑戰之一，通過航天運載器子級和助推器回收和重復使用是降低成本的重要措施。

可回收式航天運載器的整體構型與傳統航天運載器沒有明顯差別，但由于要完成子級和捆綁助推器的回收，相比于傳統航天運載器，除了在上面級的儀器艙內安裝導航設備用于航天運載器上升段的制導控制外，還需要在航天運載器子級或者助推器內增加導航設備用于回收段的制導控制。

鑒于此，亟需設計一種分布式的導航方法進行航天運載器子級或者助推器的回收。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可回收航天運載器的導航方法。

本發明提供一種可回收航天運載器的導航方法，包括：當子級回收再入段時，子級導航子系統中的第一慣性導航裝置和第一衛星導航接收機分別輸出第一慣性導航信息和第一衛星導航信息，所述子級導航子系統利用第一雷達高度計完成第一高度信息的第一組合信息，所述第一組合信息用于航天運載器子級再入段的制導控制；當子級近地著陸段時，所述子級導航子系統結合所述第一衛星導航信息與回收導航地面配合子系統中的衛星導航差分站的差分信號，進行差分導航運算。

根據本發明的一個實施例，可回收航天運載器的導航方法還包括：當助推級回收再入段時，助推級導航子系統中的第二慣性導航裝置和第二衛星導航接收機分別輸出第二慣性導航信息和第二衛星導航信息，所述助推級導航子系統利用第二雷達高度計完成第二高度信息的第二組合信息，所述第二組合信息用于航天運載器助推級再入段的制導控制；

當助推級近地著陸段時，所述助推級導航子系統結合所述第二衛星導航信息與所述衛星導航差分站的差分信號，進行差分導航運算。

根據本發明的一個實施例，所述子級導航子系統還包括第一視覺導航傳感器，所述第一視覺導航傳感器輸出第一視覺導航信息。

根據本發明的一個實施例，所述助推級導航子系統還包括第二視覺導航傳感器，所述第二視覺導航傳感器輸出第二視覺導航信息。

根據本發明的一個實施例，可回收航天運載器的導航方法還包括：當子級近地著陸段時，將所述第一慣性導航信息、所述第一衛星導航信息、所述第一視覺導航信息和所述第一高度信息輸入卡爾曼全局濾波器進行最優估算，輸出高精度導航結果，用于近地著陸段的制導控制。

根據本發明的一個實施例，可回收航天運載器的導航方法還包括：當助推級近地著陸段時，將所述第二慣性導航信息、所述第二衛星導航信息、所述第二視覺導航信息和所述第二高度信息輸入卡爾曼全局濾波器進行最優估算，輸出高精度導航結果，用于近地著陸段的制導控制。

根據本發明的一個實施例，可回收航天運載器的導航方法還包括：航天運載器發射前，通過儀器艙導航子系統中的第三慣性導航裝置進行方位自對準，建立初始基準導航坐標系。

根據本發明的一個實施例，可回收航天運載器的導航方法還包括：所述儀器艙導航子系統將所述初始基準導航坐標系發送給所述子級導航子系統和/或所述助推級導航子系統并完成其初始基準導航坐標系的建立。