大型航天器表面巡检相对导航算法研究

发布时间：2023-08-30 03:22

　　在空间站表面自主巡检的背景下,提出了一种大型航天器表面巡检的相对导航算法。将加速度计测得的巡检器本体系下的加速度与Hill方程相结合得到两航天器质心间的相对位置运动模型;由陀螺仪测得巡检器的角速度,将轨道角速度去除后推导出巡检器相对于导航系的姿态运动模型;运用深度相机测量空间站表面结构点云数据,以其配准计算后的值为观测量设计了扩展卡尔曼滤波器,估计了巡检器与空间站间的相对位置、相对姿态以及惯性测量单元的漂移误差,并分析了影响导航系统精度的主要因素。仿真结果表明:相对位置的估计精度优于0.01m,相对姿态精度优于0.03°。

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【文章目录】：
0 引言
1 系统总体设计
2 相对运动模型推导
    2.1 惯性测量单元误差建模
    2.2 相对位置运动模型推导
    2.3 相对姿态运动模型推导
3 扩展卡尔曼滤波器的设计
    3.1 状态方程的建立
    3.2 观测方程的建立
4 仿真校验与分析
    4.1 巡检轨迹的设计
    4.2 算法校验及分析
5 结论



本文编号：3844836