公开(公告)号：CN113030517A

公开(公告)日：2021-06-25

申请号：CN202110190275.6

申请日：2021-02-18

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 李茂登 ,  黄翔宇 ,  胡锦昌 ,  郭敏文 ,  徐超 ,  魏春岭 ,  张晓文 ,  王晓磊 ,  赵宇 ,  刘旺旺

IPC: G01P21/02 ,  G01C25/00

Abstract: 一种火星着陆过程利用测速敏感器的姿态修正方法，采用平行式定姿框架，在前台使用传统的惯性导航外推，得到惯性位置、速度和姿态，利用惯性位置和姿态获得引力方向在本体坐标系下的投影；在后台利用测速敏感器和惯性测量单元进行基准重构，得到另外一个引力方向在本体系下的投影。后台的引力方向和前台的引力方向进行实时监视和比对，一旦两者超过一定的阈值，则利用欧拉旋转原理对前台的引力方向进行旋转使得其和后台的引力方向重合，实现姿态的修正目的。该方法避免了测速姿态修正不完全可观带来的滤波发散问题，可以提高大动态飞行环境的惯性导航姿态精度，提高着陆指标。

公开(公告)号：CN111924142A

公开(公告)日：2020-11-13

申请号：CN202010681358.0

申请日：2020-07-15

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 徐超 ,  黄翔宇 ,  李茂登 ,  郭敏文 ,  魏春岭 ,  张晓文 ,  胡锦昌 ,  王晓磊

IPC: B64G1/62

Abstract: 本发明涉及一种基于序列图像的软着陆高精度避障方法，该方法的步骤包括：在下降图像中找到安全着陆点位置；根据安全着陆点在下降图像中的位置计算安全着陆点在成像时刻着陆器本体系下的方向矢量；在下一幅下降图像还未获取期间，安全着陆点在当前时刻着陆器本体系下的位置和速度通过惯导外推着陆器位置和速度变化获取；否则根据上一幅下降图像和当前获取的下降图像中安全着陆点方向矢量结合测速敏感器和IMU测量计算安全着陆点在当前成像时刻着陆器本体系下的位置和速度；根据安全着陆点在当前时刻着陆器本体系下的位置和速度确定着陆器本体下控制指令，按照该控制指令进行控制完成避障。

公开(公告)号：CN111351490A

公开(公告)日：2020-06-30

申请号：CN202010245815.1

申请日：2020-03-31

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 李茂登 ,  黄翔宇 ,  郭敏文 ,  徐超 ,  魏春岭 ,  张晓文 ,  胡锦昌 ,  王晓磊 ,  郝策 ,  王云鹏 ,  张琳

IPC: G01C21/24 ,  G01C21/16 ,  G01C25/00

Abstract: 一种行星着陆过程惯导基准快速重建方法，属于航天器自主导航技术领域，包括如下步骤：S1、建立第一惯性基准坐标系，利用着陆器的惯性测量单元输出的角度增量进行姿态外推，获得着陆器的惯性姿态；S2、对着陆器的高度进行估计，对着陆器的天底向量进行第一状态估计；S3、根据着陆器的测速敏感器测量的速度和S1中所述的着陆器的惯性姿态，对着陆器的天底向量进行第二状态估计；S4、利用S2中所述高度估计和着陆器的天底向量第一状态估计、S3中所述着陆器的天底向量的第二状态估计，获得行星着陆过程的天底向量最终估计值，重建着陆器在行星着陆过程中的惯导基准。本发明方法对两种天底向量进行融合，有效地提高了基准重建的收敛速度。

公开(公告)号：CN109000665A

公开(公告)日：2018-12-14

申请号：CN201810227531.2

申请日：2018-03-20

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 李茂登 ,  黄翔宇 ,  郭敏文 ,  徐超 ,  魏春岭 ,  张晓文 ,  胡锦昌 ,  王晓磊

IPC: G01C21/24

Abstract: 本发明涉及一种深空着陆几何定轨定姿方法、系统及深空着陆器，该方法首先确定着陆器相对于火星的方向矢量和着陆器相对于火星中心的距离；根据着陆器相对于火星中心的距离和火星半径求解得到着陆器距离火星表面的高度；建立惯性坐标系xIyIzI，得到惯性坐标系到体坐标系的姿态矩阵；进一步求解得到着陆器的惯性位置和惯性速度，本发明自主利用测距测速敏感器进行几何定轨定姿，针对动力下降段IMU出现故障的情况下，能够单纯利用测距测速敏感器进行定轨定姿，实现自主导航的初始基准捕获，减轻对惯导系统初始基准的依赖程度，提高了软着陆自主导航系统的鲁棒性和故障容忍能力，且算法为解析算法，易于星上运算，为软着陆任务的成功实施奠定了基础。

公开(公告)号：CN108594802A

公开(公告)日：2018-09-28

申请号：CN201810168097.5

申请日：2018-02-28

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 黄翔宇 ,  徐超 ,  李茂登 ,  郭敏文 ,  魏春岭 ,  张晓文 ,  胡锦昌 ,  王晓磊 ,  赵宇

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供一种探测器目标着陆区域确定及避障制导方法与装置，属于航天器制导、导航与控制技术领域。所述方法包括：当探测器转入动力下降过程时，获取天体表面着陆区域图像，并判断所述探测器的速度方向与当地垂向方向的夹角是否在预设范围内；若是，则根据所述探测器的速度方向，将所述着陆区域图像划分成两个子区域，将障碍物少的子区域作为目标着陆区域；若否，则以所述着陆区域图像的几何中心为中心，将所述着陆区域图像划分成四个子区域，将障碍物少的子区域作为目标着陆区域。本发明既实现了初步避障制导，又避免了背罩等抛弃物在动力下降过程中对探测器的干扰、碰撞等影响，显著减少了动力减速过程中的推进剂消耗。

公开(公告)号：CN108408084A

公开(公告)日：2018-08-17

申请号：CN201810167290.7

申请日：2018-02-28

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 黄翔宇 ,  徐超 ,  魏春岭 ,  王大轶 ,  李茂登 ,  郭敏文

IPC: B64G1/24

CPC classification number: B64G1/242

Abstract: 本发明提供一种地外天体捕获制动变轨方法、装置及存储介质，属于航天器制导、导航与控制技术领域。本发明实施例提供的地外天体捕获制动变轨方法，通过根据初始轨道信息和目标轨道信息，确定过渡椭圆轨道的偏心率，根据确定的过渡椭圆轨道偏心率确定三次变轨指令，并根据确定的三次变轨指令，分别在三个不同位置依次实现初始轨道至过渡椭圆轨道、与目标轨道共面的椭圆轨道和目标轨道的变轨，实现轨道面内、面外变轨，通过调整过渡椭圆轨道的偏心率可以对三次变轨进行优化，从而调节对应的速度增量，实现对推进剂用量的优化调整。