[发明专利]一种基于羽流扰动的相对导航目标惯性参数辨识方法

权利要求书

1.一种基于羽流扰动的相对导航目标惯性参数辨识方法，其特征在于步骤如下：

(1)对非合作目标的几何外形进行三维重建；

(2)基于重建后的几何模型完成对非合作目标的相对位姿测量；

(3)调整捕获飞行器的位置和姿态，推力器启动，施加羽流场；

(4)计算得到目标所受羽流扰动力和力矩；

(5)确定非合作目标惯性参数；

所述步骤(4)中扰动力和力矩的具体计算方法为：

根据羽流场施加时两个飞行器的运动状态，计算得到目标所受羽流扰动力和力矩：

式中：

表示扰动力；P表示法向应力；表示单元表面法向单位向量；σ表示切向的应力；表示单元切向单位向量；A_e表示单元表面积；表示扰动力矩；O表示力矩输出参考点；C表示单元中心点；和通过步骤(2)中相对位姿测量获得的目标的自旋轴、自旋角速度确定，A_e通过步骤(1)中获得的目标的几何外形确定；

其中，法向应力切应力σ＝P_∞(1-τ)AScosβ，ω＝Ssinβ，

式中：P_∞表示远场气体压强；T_ω表示航天器表面温度；T_∞表示远场气体温度；S表示分子马赫数；β表示羽流入射方向与单元法向夹角；α表示漫反射系数；τ表示镜面反射系数；

所述步骤(5)参数的具体确定方法为：对羽流场激励后的非合作目标进行感知测量，完成非合作目标运动参数更新；根据非合作目标羽流场施加前后的运动参数以及羽流扰动力和力矩，计算非合作目标的惯性参数；

所述非合作目标的惯性参数采用下列计算:

φ＝(Π^TΠ)^-1Π^TΓ

式中：φ＝[m,I_xx,I_yy,I_zz,I_xy,I_xz,I_yz,r_cx,r_cy,r_cz]^T,包含了目标的质量、惯量和质心位置信息；Π＝[Φ₁,Φ₂,…,Φ_n]^T,Γ＝[f₁,f₂,…,f_n]T,Φ_i＝Φ(v(T_i),v(T_i+Δt),ω(T_i),ω(T_i+Δt))表示第i次激励的运动状态变化函数；f_i＝f(F_i,M_i)表示第i次激励的激励函数；v表示目标速度；ω表示目标自旋角速度；F_i表示第i次激励目标受到的力；M_i表示第i次激励目标受到的力矩。

2.根据权利要求1所述的一种基于羽流扰动的相对导航目标惯性参数辨识方法，其特征在于：所述步骤(1)中三维重建采用立体视觉方法、基于主动距离获取方法、激光雷达扫描方法中的一种或多种手段相结合。

3.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-2任一所述方法的步骤。