公开(公告)号：CN118424302A

公开(公告)日：2024-08-02

申请号：CN202410139395.7

申请日：2024-01-31

Applicant: 北京控制工程研究所 ,  北京空间飞行器总体设计部 ,  北京理工大学

Inventor： 徐超 ,  黄翔宇 ,  高锡珍 ,  王大轶 ,  史纪鑫 ,  朱圣英 ,  崔平远

IPC: G01C21/24

Abstract: 本发明公开的一种用于附着地面试验验证的自转小天体等效模拟方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：根据试验场地尺寸以及附着起始高度确定小天体地形地貌的缩小比例。针对非极区附着地面试验，将小天体自转引起的探测器与小天体之间的相对运动等效转换为小天体模型固定不动探测器绕小天体模型做圆周运动的相对运动，实现探测器在非极区观测到的小天体地形地貌与小天体真实自转时观测到的地形地貌相同。针对极区附着地面试验，小天体自转引起的探测器与小天体之间的相对运动等效转换为小天体模型固定不动探测器绕观测相机光轴方向自转的相对运动，实现探测器在极区观测到的小天体地形地貌与小天体真实自转时观测到的地形地貌等效模拟。

公开(公告)号：CN114152261B

公开(公告)日：2024-05-03

申请号：CN202111131403.6

申请日：2021-09-26

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 黄翔宇 ,  翟华 ,  徐超 ,  李茂登 ,  郭敏文 ,  胡锦昌

IPC: G01C21/24 ,  G01C21/16

Abstract: 本发明公开了一种地外天体着陆过程自适应导航修正方法和系统，该方法包括：依次解算得到测距敏感器各个波束对应的高度修正量，并对解算得到的测距敏感器各个波束对应的高度修正量进行加权融合处理，得到全局高度修正量；根据得到的全局高度修正量，对由惯导解算输出的着陆器位置进行自适应修正；依次解算得到测速敏感器各个波束沿着波束方向的速度修正量，并对解算得到的测速敏感器各个波束沿着波束方向的速度修正量进行三维合成，得到全局速度修正量；根据得到的全局速度修正量，对由惯导解算输出的着陆器速度进行自适应修正。本发明通过将惯导的输出值与测距、测速敏感器的测量值进行有效融合，实现了着陆器相对于火星表面的高度和速度的精确估计。

公开(公告)号：CN114019788B

公开(公告)日：2024-03-26

申请号：CN202111172681.6

申请日：2021-10-08

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 胡锦昌 ,  黄翔宇 ,  郭敏文 ,  李茂登 ,  徐超 ,  赵宇

IPC: G05B11/42

Abstract: 一种着陆过程基于分区的快速平移避障方法，通过对着陆过程控制区位置进行分区，并分别对各控制区进行定义并确定控制方法，实现同时兼顾快速机动和快速稳定的性能的目的，在位置误差较大时，可以实现位置误差的快速减小，在位置误差较小时，可以实现位置的高精度稳定控制，从而可以获得快速机动和快速稳定的综合优点。

公开(公告)号：CN113885352B

公开(公告)日：2023-06-30

申请号：CN202111114675.5

申请日：2021-09-23

Applicant: 北京控制工程研究所

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

IPC: G05B17/02

Abstract: 本发明涉及一种火星EDL全过程自主GNC数学仿真验证系统，主要包括EDL环境仿真子系统、进入舱仿真子系统(含EDL过程进入舱动力学高精度仿真器、EDL过程导航图像高精度仿真器)、火星EDL过程数学仿真总控子系统、火星EDL过程可视化仿真子系统和GNC模拟子系统以及相应的接口。通过该数学仿真系统可全面、系统、连续、充分和方便地验证火星EDL整个飞行过程的GNC方案和算法、自主管理技术以及与地面协同工作、飞控支持与仿真能力。

公开(公告)号：CN114030654B

公开(公告)日：2023-06-06

申请号：CN202111172678.4

申请日：2021-10-08

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 胡锦昌 ,  黄翔宇 ,  郭敏文 ,  李茂登 ,  徐超 ,  王云鹏 ,  郝策

IPC: B64G1/24

Abstract: 一种基于脉宽调制的大气进入姿态控制方法，针对飞行着陆下降过程中出现的，对于速度坐标系与推力器安装不一致、推力器产生的控制力矩与速度坐标系不能完全对应的问题，提出了可以实现倾侧角姿态的稳定跟踪控制的方案，通过三轴控制量计算、控制量限幅、控制量坐标系转换、脉宽调制，实现三轴姿态特别是倾侧角的精确控制。

公开(公告)号：CN114022637A

公开(公告)日：2022-02-08

申请号：CN202111164645.5

申请日：2021-09-30

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 胡荣海 ,  黄翔宇 ,  徐超 ,  李茂登 ,  魏春岭 ,  郭敏文

IPC: G06T17/20 ,  G06T15/00

Abstract: 一种用于深空探测陆标导航的高保真度视觉仿真系统及方法，高保真度视觉仿真系统包括任务管理与可视化子系统、三维网格编辑与优化子系统、环境配置与更新子系统、视觉图像渲染子系统、数据输入输出子系统，应用于深空探测视觉导航系统的前期设计和验证过程当中，可以提供高质量的全阶段仿真图像，通过获取的仿真图像实现火星探测精确定点着陆，能够对大多数深空天体进行图像渲染，对各类深空探测任务具有可拓展性和适应性。

公开(公告)号：CN114018271A

公开(公告)日：2022-02-08

申请号：CN202111172679.9

申请日：2021-10-08

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 黄翔宇 ,  胡荣海 ,  徐超 ,  李茂登 ,  魏春岭 ,  郭敏文

IPC: G01C21/24

Abstract: 本发明公开了一种基于陆标图像的精确定点着陆自主导航方法和系统，该方法包括：确定待匹配陆标的描述子D和地图上已知点的描述子f；其中，描述子D用于稀疏表征待匹配陆标，描述子f用于稀疏表征地图上已知点；根据描述子D和描述子f，对待匹配陆标和地图上已知点进行鲁棒匹配，得到鲁棒匹配结果；根据鲁棒匹配结果对着陆器的状态进行最优估计，得到状态最优估计结果；根据状态最优估计结果，进行精确定点着陆自主导航。本发明解决了对火星着陆任务中陆标表征复杂、陆标匹配效率低以及导航结果容易受陆标位置误差的影响等问题。

公开(公告)号：CN111637896B

公开(公告)日：2021-12-07

申请号：CN202010398979.8

申请日：2020-05-12

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 王硕 ,  李茂登 ,  黄翔宇 ,  石恒 ,  徐超

IPC: G01C21/24 ,  G01C21/02

Abstract: 本发明公开一种基于星历约束辅助的自主天文导航方法，属于深空探测技术领域。本方法基于火星环绕段动力学模型建立导航状态方程，以火星卫星为导航目标天体建立导航观测模型，结合非线性滤波算法进行自主天文导航，在此基础上引入导航目标天体星历误差约束，采用概率密度函数截断法对滤波结果做进一步修正，能够保证滤波收敛并有效提高导航精度。

公开(公告)号：CN113720335A

公开(公告)日：2021-11-30

申请号：CN202111063826.9

申请日：2021-09-10

Applicant: 北京控制工程研究所

Inventor： 李茂登 ,  黄翔宇 ,  徐超 ,  魏春岭 ,  王晓磊 ,  何健 ,  赵宇 ,  刘旺旺

IPC: G01C21/24

Abstract: 一种地外天体着陆高容错强自主导航方法，属于自动控制技术领域。本发明包括如下步骤：地外天体着陆器开伞前，进行惯性导航外推计算，得到地外天体着陆器开伞后tk时刻的运动姿态数据；地外天体着陆器开伞后，实时根据开伞后地外天体着陆器的角速度和角加速度对其开伞时的动态进行评估；实时根据地外天体着陆器开伞动态评估结果，对地外天体着陆器进行姿态修正或着陆导航。本发明针对火星复杂大动态的着陆过程可能带来的陀螺性能下降乃至饱和、测距测速敏感器出现野值可能诱发的导航风险，针对多陀螺饱和带来的姿态基准丢失风险，实现了强自主着陆自主导航。

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。