基于光学特征的小天体着陆自主导航方法研究

发布时间：2017-12-11 11:20

  本文关键词：基于光学特征的小天体着陆自主导航方法研究

  更多相关文章： 小天体着陆 自主导航 光学测量 滤波估计

【摘要】：自主导航是小天体着陆任务的关键技术之一,利用小天体表面光学特征进行着陆器自主导航是目前研究的热点问题。本论文以小天体着陆任务为背景,针对导航方案设计、自主位姿估计等问题,开展了基于光学特征的小天体着陆自主导航方法的研究。论文的主要内容如下:首先,在着陆参考坐标系下建立了小天体着陆器系统模型,构建了基于光学测量的导航观测模型,在此基础上分别针对视线测量和矢量测量两种观测方式,分析了不同特征点分布条件下的着陆器导航系统可观测性,并以此为依据设计了基于视线测量和基于矢量测量的小天体着陆自主导航方案。其次,针对小天体着陆导航系统的非线性问题,对自主光学导航滤波算法进行了研究。在对批处理最优估计方法与无迹卡尔曼滤波方法原理性分析的基础上,实现了两种估计滤波方法在小天体着陆自主光学导航系统中的应用,并对比分析了不同算法的性能优劣。然后,针对基于视线测量的光学导航方案,研究了基于改进修正的自主位姿估计方法。通过对传统滤波估计性能的分析,将最优估计算法与无迹卡尔曼滤波算法相结合,给出了一种改进的小天体着陆自主位姿估计方法,提高了着陆状态的导航估计精度。最后,针对基于矢量测量的光学导航方案,研究了模型参数摄动下的自主位姿估计方法。通过分析模型参数不确定对导航精度的影响,将模型参数扩展进入导航估计状态,给出了小天体着陆状态参数信息联合估计方法,提高了模型不确定条件下着陆状态估计的鲁棒性。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V448.2

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 He-Xi Baoyin;Jun-Feng Li;;A survey on orbital dynamics and navigation of asteroid missions[J];Acta Mechanica Sinica;2014年03期

2 梁春辉;张运波;孟祥萍;王晖;;自适应反演控制在一类非线性系统中的应用[J];东北师大学报(自然科学版);2014年04期

3 王开强;张柏楠;王悦;刘欢;武江凯;李志海;;载人小行星探测的任务特点与实施途径探讨[J];航天器工程;2014年03期

4 MA HongLiang;CHEN Tong;HE YingZi;;An algorithm and observability research of autonomous navigation and joint attitude determination in asteroid explorationdescent stage[J];Science China(Information Sciences);2014年10期

5 吴双卿;龙华保;张卫华;;光学自主导航图像信息测量方法研究[J];上海航天;2013年05期

6 江秀强;陶婷;杨威;李爽;;附着小天体的最优制导控制方法[J];深空探测学报;2015年01期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 李慧;谢慕君;李元春;;着陆小行星变指数趋近律滑模变结构控制方法[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 高艾;基于光学信息的行星自主着陆鲁棒估计与制导方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

2 梁春辉;小天体附近探测器运动的轨道和姿态控制方法研究[D];吉林大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 陈阳;小行星探测器着陆段自主光学导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

2 董士波;火星表面障碍识别与规避方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 雷亚珂;视觉导航在星际着陆任务中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

4 陆瑞琨;深空探测器自主光学导航技术研究[D];南京航空航天大学;2013年

5 沈政军;基于图像信息的探测器自主导航研究[D];青岛科技大学;2013年

，

本文编号：1278260