一种复杂约束条件下多星多任务观测调度优化方法

    公开(公告)号:CN104361234B

    公开(公告)日:2017-07-14

    申请号:CN201410650731.0

    申请日:2014-11-15

    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。

    基于特征奇异值的航天器相对姿态测量矢量选取方法

    公开(公告)号:CN106323271A

    公开(公告)日:2017-01-11

    申请号:CN201610621567.X

    申请日:2016-08-01

    CPC classification number: G01C21/00 G01S17/02

    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。

    一种燃料最省的火星复杂地形区安全着陆轨迹生成方法

    公开(公告)号:CN104267734B

    公开(公告)日:2016-11-02

    申请号:CN201410376959.5

    申请日:2014-08-01

    Abstract: 本发明涉及一种燃料最省的火星复杂地形区安全着陆轨迹生成方法,属于行星着陆技术领域。本发明方法首先建立火星动力下降动力学模型,然后根据目标着陆地形建立了导航函数,通过导航函数求解的避障控制力能够有效避免着陆器与障碍发生碰撞,并安全着陆到目标着陆点。本发明将求解的避障控制力引入到火星动力下降动力学方程中,控制力有一部分用于实现障碍规避,再对改造的动力学方程进行着陆轨迹优化,则能够实现障碍规避的同时节省动力下降轨迹的燃料消耗。本发明给出的火星复杂地形区的着陆轨迹优化方法既能考虑到目标着陆区的地形,也能有效降低燃料消耗,避免了传统最优轨迹和障碍规避中分别存在无法对障碍进行规避和燃料消耗多的缺点。

    一种基于可观测性分析的深空探测器自主导航方法

    公开(公告)号:CN103591956B

    公开(公告)日:2016-02-03

    申请号:CN201310612878.6

    申请日:2013-11-27

    Abstract: 本发明涉及一种基于可观测性分析的深空探测器自主导航方法,属于深空探测技术领域。本方法将可观测性分析与基于光学测量的自主导航方案相结合,利用光学测量构建自主导航方案,通过可观测性分析,选取最优导航星,使得导航系统可观测性最强,以实现导航性能最优化。本发明采用光学测量手段提供导航信息,功耗低、精度高、自主性强;结合可观测性分析对导航星进行选择,使得导航系统可观测性最强,保证导航性能;利用非线性滤波器进行导航滤波解算,提高了导航滤波的精确性及收敛性。

    基于分层大气模型的行星进入段导航滤波方法

    公开(公告)号:CN103453907B

    公开(公告)日:2016-01-13

    申请号:CN201310403240.1

    申请日:2013-09-06

    Abstract: 本发明涉及一种基于分层大气模型的行星进入段导航滤波方法,属于深空探测技术领域。本发明方法在航位递推导航方法的基础上,把惯性单元(IMU)的输出当为外部测量值,同时引入多层大气模型,建立行星进入段测量方程,构建状态估计器,对着陆器的位置、速度及方位信息进行滤波估计,导航数据解算时间短,满足自主导航实时性需求;与单一的航位递推导航方法相比,能修正初始偏差对着陆器状态的影响,提高了导航精度。

    一种火星大气进入段伴飞信标辅助导航方法

    公开(公告)号:CN105203112A

    公开(公告)日:2015-12-30

    申请号:CN201510580382.4

    申请日:2015-09-11

    CPC classification number: G01C21/24

    Abstract: 本发明公开的一种火星大气进入段伴飞信标辅助导航方法,涉及一种信标辅助导航方法,属于深空探测技术领域。本发明在火星大气进入段惯性导航的基础上,引入伴飞信标,通过增加对上述着陆器、轨道器和伴飞信标之间的无线电测距测速作为测量量,校正初始状态偏差,并改善着陆器和轨道器进行无线电导航时的几何构型,进而提高进入段导航精度。本发明公开的一种火星大气进入段伴飞信标辅助导航方法可克服惯性导航无法校正初始状态偏差、测量误差随时间积累的问题,并可以改善无线电导航的几何构型,获得着陆器全状态的高精度估计,进而提高进入段导航精度。

    一种动压辅助的火星大气进入段组合导航方法

    公开(公告)号:CN105203111A

    公开(公告)日:2015-12-30

    申请号:CN201510580209.4

    申请日:2015-09-11

    CPC classification number: G01C21/24

    Abstract: 本发明公开的一种动压辅助的火星大气进入段组合导航方法,涉及火星大气进入段组合导航方法,属于深空探测技术领域。本发明在航位递推导航方法的基础上,建立等离子模型实时估计探测器驻点的等离子体密度。当密度低于通信临界电子密度时,通过测量探测器与无线电信标之间的相对距离信息对探测器的状态估计偏差进行修正;当密度大于通信临界电子密度时,把惯性测量单元输出的三轴加速度和火星进入大气数据系统测量得到的动压值视为外部测量,并结合非线性滤波方法对探测器的状态进行估计,提高大气进入段导航方法可靠性及状态估计精度。本发明可以有效抑制无线电测量长时间中断时采用单一航位递推导航方法探测器的状态估计偏差存在发散的难题。

    行星大气进入着陆器落点不确定度分析方法

    公开(公告)号:CN102890743B

    公开(公告)日:2015-08-05

    申请号:CN201110202591.7

    申请日:2011-07-19

    Abstract: 本发明属于航天器着陆与返回技术领域,涉及一种行星大气进入着陆器落点不确定度分析方法。首先根据系统初始状态的不确定性分布将状态用Askey正交多项式逼近,然后将状态带入到系统动力学中,根据Galerkin投影法则,将表示原系统的随机微分方程转化为一个等效的高维确定性微分方程,最后利用龙格-库塔等数值积分方法,得到各时刻表示系统状态的正交多项式系数,从而得到系统状态的统计特性,并且在整个过程中根据着陆器状态的统计特性自适应调整正交多项式基底,克服截断误差带来的影响。该发明能够准确的估计系统状态的统计特性,并且计算效率明显提高。

    一种空间目标相对伴飞轨道确定方法

    公开(公告)号:CN104729510A

    公开(公告)日:2015-06-24

    申请号:CN201410827249.X

    申请日:2014-12-25

    CPC classification number: G01C21/24

    Abstract: 本发明涉及一种空间目标相对伴飞轨道确定方法,属于航天深空探测技术领域。该方法对当前时刻的轨道状态进行确定步骤如下:1)根据轨道动力学方程递推出任意时刻轨道状态预测值,并由此得到预测观测量,并得到实际观测值与预测值的差值;2)利用观测方程和1)中得到的差值解出线性方程组的解,即轨道状态估计偏差解集合;3)对2)中的解按数值递增排列,并剔除相邻两项之差大于测量误差限的解。4)根据3)得到的解集合个数,若为奇数,那么轨道状态估计偏差为3)中集合最中间的一项;若为偶数,则轨道状态估计偏差为集合最中间连续两项的平均值。5)当前时刻轨道参数估计值即为轨道状态预测值与轨道状态估计偏差之和。本发明能够降低复杂动力学模型及噪声干扰。

    一种深空探测器自主姿态机动控制方法

    公开(公告)号:CN104635740A

    公开(公告)日:2015-05-20

    申请号:CN201410815372.X

    申请日:2014-12-23

    Abstract: 本发明公开的一种深空探测器自主姿态机动控制方法,涉及自主姿态机动控制方法,属于航天器姿态控制技术领域。本发明以ORRT算法作为路径规划方法,对姿态空间的一致分布节点进行随机采样,然后进行权衡择优扩展路径,以贪婪扩展方式在安全空间中增量扩展,在探测器本体坐标系下分别建立探测器姿态机动动力学约束模型、实际工程约束模型和探测器几何约束模型,得到满足约束的路径节点和生成节点的控制力矩,进而生成探测器姿态机动路径和所需要的控制力矩,按照生成探测器姿态机动路径和所需要的控制力矩实现探测器机动到目标姿态。本发明在满足探测器面临的各种复杂约束条件下,缩短规划路径时间,提高探测器从起始姿态机动到目标姿态的效率。

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