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公开(公告)号：CN110146093A
公开(公告)日：2019-08-20
申请号：CN201910529172.0
申请日：2019-06-19
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的双体小行星探测自主协同光学导航方法，属于自主导航领域。本发明实现方法为：当主星的位置已知，从星的位置不确知，在双小行星系统惯性坐标系下建立探测器的动力学方程；根据探测器所使用的导航系统建立主星和从星的视线观测模型和探测器间的测距测角模型，并设计双体小行星导航的无迹卡尔曼滤波器；以轨道预报给出两颗探测器位置速度和从星位置的先验估计值作为初始状态，结合动力学方程和观测方程，通过无迹卡尔曼滤波器进行估计，实时确定两颗探测器的位置速度和从星的位置。本发明具有实时性好、导航精度高的优点。本发明利用无迹卡尔曼滤波器进行估计，不需要将非线性系统线性化，也不需要计算雅可比矩阵，实现简单、收敛性好。
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公开(公告)号：CN106323271B
公开(公告)日：2019-03-22
申请号：CN201610621567.X
申请日：2016-08-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于特征奇异值的航天器相对姿态测量矢量选取方法，涉及航天器相对姿态测量中的测量矢量选取方法，属于自主导航领域。本发明通过测量仪器获取p个被测平面上点的位置矢量，得到对应测量矢量；计算任意三个不共面的测量矢量对应的矩阵DTD的特征值之和；比较任意三个不共面的测量矢量对应矩阵DTD的特征值之和，选取其中最小的特征值之和对应的三个测量矢量作为最优测量矢量；利用最小二乘法对三个最优位置矢量拟合得到测量误差最小的被测平面法向量，进而得到测量精度较高的航天器相对姿态。本发明能够实现在测量得到的全部测量矢量中找到使得航天器相对姿态测量误差最小的三个测量矢量，提高三点测量法的测量精度，即提高平面法向量或者相对姿态的测量精度。
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公开(公告)号：CN109283934A
公开(公告)日：2019-01-29
申请号：CN201811310228.5
申请日：2018-11-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于旋转路径质量的航天器多约束姿态机动优化方法，属于航天器姿态规划与优化技术领域。本发明实现方法为：建立旋转路径质量评价模型，分别给出连续和离散两种形式；旋转路径质量通过每个路径点和目标点的误差距离之和的倒数来评价；建立航天器姿态运动学和动力学模型，考虑控制力矩和角速度有界约束；确定航天器在姿态机动过程中需要满足的多个指向约束；确定航天器姿态机动过程的起始姿态点和目标姿态点，以及起始角速度和目标角速度；基于优化方法求解基于旋转路径质量的多约束姿态机动，得到高旋转路径质量的姿态路径。本发明能够减少路径长度，降低路径退绕，得到高旋转路径质量的姿态路径，更有利于实际的姿态跟踪控制。
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公开(公告)号：CN105547287B
公开(公告)日：2018-04-03
申请号：CN201610045428.7
申请日：2016-01-22
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种不规则天体导航视线信息提取方法，特别涉及一种小天体探测导航视线信息提取方法，属于小天体探测领域。本发明方法的主要步骤包括：一、提取导航图像中目标小天体的边缘轮廓；二、利用自适应方法去除伪边缘信息；三、对去除伪边缘信息的小天体边缘轮廓进行椭圆拟合；四、基于椭圆拟合结果提取目标小天体视线信息。本发明方法受光照、相机拍摄角度和目标小天体自旋影响较小，能够有效提高小天体导航视线信息提取的精度和稳定性，且无需精确的形状模型，适用范围广；本方法提出的自适应伪边缘去除方法能有效去除目标小天体明暗交界，以及小天体表面地形遮挡所致的伪边缘信息，保障椭圆拟合及视线信息提取的精度和可靠性。
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公开(公告)号：CN106742069A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611243609.7
申请日：2016-12-29
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种火星大气进入段最优预测制导方法，涉及一种最优制导方法，属于深空探测技术领域。本发明将最优控制的方法引入火星大气进入段的制导律设计中，通过确定末端高度最优条件下的剖面形式，最优倾侧角开关曲线的最大值|σ|max和最小值|σ|min取值，以及开关曲线的开关时机，能够在满足末端开伞位置精度的同时，最大限度地提升末端高度，从而为火星进入、下降和着陆任务的后续操作提供更大的时间裕度，保证火星着陆探测任务的安全实施。此外，本发明通过搜索使得性能指标取得极小值的方式来确定开关时机采用所述的性能指标能够避免在线数值求解非线性方程时可能出现的无解的情形，从而提高算法的稳定性和鲁棒性，能够保证末端位置精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104019818B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201410275851.7
申请日：2014-06-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明涉及一种基于预测轨迹的行星导航轨道器布局优化方法，属于深空探测技术领域。本发明方法在优化行星导航轨道器初始布局的过程中考虑了导航轨道器与探测器在进入段的动态运动轨迹，利用Fisher信息矩阵推导导航系统可观测度以表征导航性能，基于导航系统可观测度对时间的积分对行星导航轨道器的初始布局进行优化，实现导航系统可观测度最大化，提高探测器进入状态的估计精度，保证了导航性能的最优。
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公开(公告)号：CN104794323A
公开(公告)日：2015-07-22
申请号：CN201410809529.8
申请日：2014-12-23
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种基于多模型的火星大气进入容中断估计方法，涉及火星大气进入容中断估计方法，属于深空探测技术领域。本发明实施步骤为：步骤1：建立火星大气进入段动力学方程。步骤2：建立火星大气进入段无线电测量模型及无线电测量中断模型，用于步骤3对探测器位置和速度信息的修正。步骤3结合步骤2无线电模型及中断模型及滤波算法对探测器状态进行解算，估计出探测器的状态。本发明可有效抑制无线电测量中断下探测器状态估计发散问题，提高探测器在火星大气进入段的自主导航系统的可靠性及状态估计精度。本发明可为未来火星着陆探测中大气进入段采用无线电导航方案设计提供技术支持和参考。
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公开(公告)号：CN104573856A
公开(公告)日：2015-04-29
申请号：CN201410822489.0
申请日：2014-12-25
Applicant: 北京理工大学
CPC classification number: G06Q10/04
Abstract: 本发明涉及一种基于时间拓扑排序的航天器资源约束处理方法，属于航天器自主控制技术领域。本方法首先根据动作的执行时间，对规划结果中的动作进行拓扑排序；然后根据动作改变资源数量的情况，将资源约束网络中的动作进行分层，分别处理每次资源突变，提高计算资源数量过程的效率；特别适用于深空探测中航天器任务自主规划中的资源管理。该方法采用资源约束网络描述规划中的资源信息，通过分析网络中顶点和边的变化，得到航天器随时间执行动作时资源数量的变化，结合了最大流问题的增广路方法与预流推进方法的优点，通过根据执行时间对资源突变进行拓扑排序，优化了计算资源数量的过程；能够有效处理规划结果中的资源约束，显著改善了计算效率。
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公开(公告)号：CN104361234A
公开(公告)日：2015-02-18
申请号：CN201410650731.0
申请日：2014-11-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F19/00
Abstract: 本发明涉及一种复杂约束条件下多星多任务观测调度优化方法，属于深空探测技术领域。本发明通过设计改进的蚁群算法实现，将环绕地球一个轨道圈次的一颗卫星资源用一只卫星代表，所有轨道圈次中的卫星资源形成一个蚁群系统；结合观测约束，引入能量需求预估和容量需求预估来控制转移概率。在状态转移规则中考虑了时间、能量和存储量等约束，并且观测调度任务具有优先级,该方法有助于提高真实卫星任务调度中的数据收集能力和应用水平。其中的改进蚁群算法，在可行的迭代范围内即能收敛得到更优质的解。
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公开(公告)号：CN104019818A
公开(公告)日：2014-09-03
申请号：CN201410275851.7
申请日：2014-06-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
CPC classification number: G01C21/24
Abstract: 本发明涉及一种基于预测轨迹的行星导航轨道器布局优化方法，属于深空探测技术领域。本发明方法在优化行星导航轨道器初始布局的过程中考虑了导航轨道器与探测器在进入段的动态运动轨迹，利用Fisher信息矩阵推导导航系统可观测度以表征导航性能，基于导航系统可观测度对时间的积分对行星导航轨道器的初始布局进行优化，实现导航系统可观测度最大化，提高探测器进入状态的估计精度，保证了导航性能的最优。
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