环火星自主导航系统设计及参数优化研究

作者：欧阳威; 张洪波; 郑伟

来源：深空探测学报(中英文), 2017, 4(01): 43-50.

DOI：10.15982/j.issn.2095-7777.2017.01.007

• 编队飞行
• 自主导航
• 扩展卡尔曼滤波
• 粒子群优化方法

当前火星探测器环绕段的导航信息主要依赖地面深空探测网提供,基于光学成像的导航方式尚不能提供较高的导航精度。因此提出一种应用相对测量的探测器实现火星环绕段的自主导航。两颗编队飞行的探测器进行相对测量,观测信息为探测器之间的相对视线矢量(LOS)。同时利用主星的星敏感器确定星体在惯性空间的姿态,将观测信息转换至惯性系下获得简化的观测方程,使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)对卫星的轨道进行确定。介绍了具体导航方案的实现方法和技术细节,使用粒子群优化方法(PSO)对模型设计的相关参数进行优化,导航精度得到明显提高。实现位置确定精度10 m,速度确定精度0.01 m/s。为设计最优的编队导航系统参数提供了有效思路。

• 单位
  国防科学技术大学