航天器自主交会对接相对导航方法研究

发布时间：2022-01-16 15:54

　　自主交会对接技术在空间在轨维修、燃料服务、空间碎片清理等任务中起着及其重要的作用。为减小系统的复杂性,降低系统的成本,提高系统的可靠性,本文以光学相机作为航天器进行相对信息测量的唯一敏感器,对交会对接过程中的相对导航问题进行了研究,给出了基于仅测角的自主交会对接相对导航方法。本文主要研究工作如下:推导并建立了基于仅测角相对导航的动力学模型,包含了绝对轨道运动模型、姿态运动模型、轨道相对运动的化简模型——C-W方程、敏感器模型、执行机构模型。给出了用于相对导航计算的滤波算法,给出了仅测角相对导航的观测方程,并进行了可观测性分析,给出了相应的可观性判据;为了进一步考察轨道的可观性水平,给出了用于衡量可观测程度的可观性矩阵;给出了用于仅测角交会对接相对导航的详细的导航滤波模型;依据交会对接的任务背景,设计了可以实现交会对接任务的制导和控制算法。介绍了Monte Carlo打靶法,并建立了导航结果误差分析的指标,利用本文所给出的方法,设计了仿真场景,并进行了多次打靶仿真,验证了本文提出的相对导航方法的可行性。 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ETS-VII目标星与跟踪星

图 1-3 轨道快车计划，我国在航天器交会对接领域的研究也逐步步接任务。2011 年 11 月“神舟八号”飞船与“成功，圆满完成了我国首次空间交会对接任载人飞船携带三名宇航员完成了与“天宫一号我国首次完成的手动控制交会对接任务[24]；2神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器完绕飞的任务，这是我国神舟系列飞船由研制飞段的飞跃，是我国交会对接技术的又一大进步舟十一号”与“天宫二号”的交会对接任务[2运飞船与“天宫二号”成功实现了交会对接，燃料补充等任务的完成积累了技术经验。以上成，标志着我国交会对接技术的不断进步与成

图 1-3 轨道快车计划相比，我国在航天器交会对接领域的研究也逐步步入正会对接任务。2011 年 11 月“神舟八号”飞船与“天宫对接成功，圆满完成了我国首次空间交会对接任务[23号”载人飞船携带三名宇航员完成了与“天宫一号”飞是我国首次完成的手动控制交会对接任务[24]；2013 的“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器完成了一次绕飞的任务，这是我国神舟系列飞船由研制飞行试船阶段的飞跃，是我国交会对接技术的又一大进步[25]“神舟十一号”与“天宫二号”的交会对接任务[26]。”货运飞船与“天宫二号”成功实现了交会对接，为空输和燃料补充等任务的完成积累了技术经验。以上的飞满完成，标志着我国交会对接技术的不断进步与成熟

【参考文献】：
期刊论文
[1]神舟十一号飞船与天宫二号成功对接[J]. 文汇.  中国航天. 2016(11)
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[3]神舟十号飞船交会对接任务透视[J]. 李杰,武正.  太空探索. 2013(07)
[4]天宫一号与神舟九号载入交会对接圆满成功[J]. 邹毅,王玉,张立新.  神剑. 2012(04)
[5]神舟-8飞船凯旋归来 圆满完成我国首次空间交会对接任务[J]. 庞征.  国际太空. 2011(11)
[6]四十年空间交会对接技术的发展[J]. 林来兴.  航天器工程. 2007(04)
[7]美国试验小卫星XSS-10系统[J]. 闻新,王秀丽,刘宝忠.  中国航天. 2006(06)
[8]空间交会对接将迈向自主化[J]. 徐菁.  太空探索. 2005(08)
[9]美空军XSS-11卫星成功发射[J]. 宗河.  国际太空. 2005(06)
[10]美国“轨道快车”计划中的自主空间交会对接技术[J]. 林来兴.  国际太空. 2005(02)

博士论文
[1]空间交会的仅测角相对导航与自主控制方法研究[D]. 李九人.国防科学技术大学 2011



本文编号：3592977