大型航天器表面巡检相对导航算法研究

作者：王润; 郁丰; 刘方武; 周士兵

来源：航天控制, 2020, 38(05): 31-37.

DOI：10.16804/j.cnki.issn1006-3242.2020.05.005

• 大型航天器
• 相对导航
• 深度相机
• 扩展卡尔曼滤波器

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°。

• 单位
  中国科学院上海技术物理研究所; 南京航空航天大学; 工业和信息化部; 航天学院