测量不完备情况下非合作航天器相对定轨与交会轨迹规划

发布时间：2020-11-11 15:28

　　 当前,近地轨道空间的环境日益复杂,潜在的不安全因素诱发的问题越来越多。对包括失效卫星、空间碎片等在内的空间非合作目标进行诸如维护、清除的在轨服务任务是国家空间安全技术领域的必然发展方向。完成在轨服务任务的前提是实现精确的初始定轨与交会轨迹规划。因此,本文面向服务航天器测量传感器受限情况下的空间非合作目标在轨服务任务,研究了测量信息不完备情况下的初始相对轨道确定与交会轨迹规划技术。首先,研究了基于相机偏置的仅测角初始相对轨道确定方法。建立了相机偏离航天器质心安装的仅测角测量模型,推导了基于相机偏置的仅测角初始定轨算法,随后又提出一种通过扩充状态量来实现提高定轨精度的改进仅测角定轨算法,分别对两种定轨算法进行蒙特卡洛仿真打靶,验证了算法的有效性并对不同因素对定轨结果的影响进行了分析。其次,推导了基于测距传感器偏置的仅测距初始相对轨道确定算法。建立了测距传感器偏离航天器质心安装的仅测距测量模型,对仅测距测量情况下的定轨模糊性问题进行分析,并研究了针对相对轨道为非周期情况下相对定轨的解析方法和基于姿态旋转的相对轨道为周期轨道情况下初始相对定轨解析方法,通过数值仿真试验对所提定轨算法进行了仿真验证和性能分析。最后,构建了非合作目标交会过程中的轨迹优化方法,基于双脉冲机动策略的交会制导模型,利用遗传算法对以燃耗最优的最优轨迹规划问题进寻优,求得最优交会轨迹与制导机动脉冲序列,并通过数值仿真试验对所提算法进行了仿真验证。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V448.2;V525
【部分图文】：

航天器遭受空间碎片撞击

空间站在轨运营 10年以上，届时我国将成为继俄罗斯之后独立完成空间站建设的国家。图 1.2 中国空间站构想图1.2.2 非合作目标相对导航方法研究现状非合作目标的相对导航方法研究一般都是基于不同的系统方程，不同的测量方程或不同的滤波算法进行的。在描述近圆参考轨道航天器质心的相对位置运动时，广泛采用的模型是 C-W
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 沐俊山;刘冰;薛国虎;戴正旭;;基于测量船的实时定轨改进方法[J];电讯技术;2013年02期

2 茅永兴;朱伟康;倪晓秋;陈嘉鸿;黄凯;;航天器入轨段测轨数据误差特性及定轨结果分析[J];航天控制;2010年06期

3 赵德勇;潘晓刚;周海银;王正明;;基于联合定轨策略的星间相对测量自主定轨亏秩问题的改进[J];宇航学报;2006年02期

4 李果;;用卫星对卫星进行多普勒测量实现星上定轨的方法[J];航天控制;1987年01期

5 许其凤;;精密定位对GPS卫星轨道的精度要求及局部地区GPS卫星定轨[J];天文学报;1987年03期

6 黎罗罗;;一类多点定轨问题中小干扰项的估计[J];中山大学学报(自然科学版);1988年03期

7 许其凤,张素丽;模糊参数整数约束的GPS卫星定轨与轨道改进定位[J];测绘学报;1989年01期

8 朱文耀,冯初刚,张华,膝展明;中国SLR网独立测定ERP和定轨的精度估计[J];测绘学报;1989年04期

9 施俊杰;龚柏春;李爽;白艳萍;李欣;;微小卫星临近操作仅测距初始相对定轨解析方法[J];宇航学报;2018年08期

10 乔晶;陈武;;星载加速度计增强北斗自主定轨性能[J];测绘学报;2016年S2期

相关博士学位论文 前10条

1 李鑫冉;基于进化计算的极短弧定轨方法[D];中国科学技术大学;2018年

2 李木子;基于地面遥感图像的卫星自主定轨方法研究[D];南京大学;2018年

3 杨霞;低轨卫星编队星载GPS相对定轨理论及应用[D];武汉大学;2014年

4 赵德勇;卫星联合定轨的参数化信息融合技术及应用[D];国防科学技术大学;2007年

5 郑作亚;GPS数据预处理和星载GPS运动学定轨研究及其软件实现[D];中国科学院研究生院（上海天文台）;2005年

6 曾旭平;导航卫星自主定轨研究及模拟结果[D];武汉大学;2004年

7 姚宜斌;GPS精密定位定轨后处理算法与实现[D];武汉大学;2004年

8 吴江飞;星载GPS卫星定轨中若干问题的研究[D];中国科学院研究生院（上海天文台）;2006年

9 刘红新;CHAMP卫星定轨方法研究[D];同济大学;2006年

10 王甫红;星载GPS自主定轨理论及其软件实现[D];武汉大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈俊康;基于状态观测器的拉格朗日卫星机动定轨技术[D];南京航空航天大学;2017年

2 李文丹;测量不完备情况下非合作航天器相对定轨与交会轨迹规划[D];南京航空航天大学;2019年

3 温旭峰;星间链路条件下的北斗钟差观测与自主定轨策略研究[D];战略支援部队信息工程大学;2018年

4 谭枫俊;基于时差的卫星定轨技术研究[D];电子科技大学;2019年

5 陈帅;基于星间相对测量的双星系统自主定轨算法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年

6 林魁;卫星多普勒测量实时定轨方法研究[D];国防科学技术大学;2016年

7 宋诗谦;基于导航星座星间链路的GEO卫星自主定轨方法研究[D];国防科学技术大学;2016年

8 李灏霖;融合激光微波星间观测的导航星座自主定轨方法研究[D];湖南大学;2018年

9 肖振国;联合星间星地观测的导航星座定轨方法研究[D];国防科学技术大学;2016年

10 张莉娜;基于X射线脉冲星的航天器定轨仿真研究[D];西安理工大学;2018年

本文编号：2879374