[发明专利]基于安装矩阵修正的火星接近段光学导航数据解算方法

说明书

本发明提供了一种基于安装矩阵修正的火星接近段光学导航数据解算方法，包括以下步骤：步骤一：火星探测器在接近火星过程中，调整探测器姿态，使光学导航敏感器指向火星；步骤二：光学导航敏感器对火星、火卫一、火卫二成像；步骤三：利用中心点提取技术对导航图像进行处理，确定导航目标源中心，获取导航目标源相对于火星探测器的视线方向。本发明可满足未来火星探测自主导航任务需求，为深空探测器高精度自主导航提供了良好的技术手段。

技术领域

本发明涉及一种火星接近段光学导航数据解算方法，具体地，涉及一种基于安装矩阵修正的火星接近段光学导航数据解算方法。

背景技术

火星探测任务飞行距离远、持续时间长，探测对象和探测环境存在大量未知和不确定性，无线电导航的精度和实时性随探测器与地面站之间距离的增加而降低，且存在因通信盲区导致的导航数据不连续等问题，无法完全满足火星探测特殊飞行阶段(如制动捕获段)的导航需求。为此，亟需开展火星光学自主导航方法研究。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于安装矩阵修正的火星接近段光学导航数据解算方法，其可满足未来火星探测自主导航任务需求，为深空探测器高精度自主导航提供了良好的技术手段。

根据本发明的一个方面，提供一种基于安装矩阵修正的火星接近段光学导航数据解算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：火星探测器在接近火星过程中，调整探测器姿态，使光学导航敏感器指向火星；

步骤二：光学导航敏感器对火星、火卫一、火卫二成像；

步骤三：利用中心点提取技术对导航图像进行处理，确定导航目标源中心，获取导航目标源相对于火星探测器的视线方向；

步骤四：调整火星探测器姿态，持续跟踪观测火星、火卫一、火卫二，获取观测信息；

步骤五：结合天体星历、探测器姿态、轨道动力学模型，采用导航滤波算法，实时估计火星探测器的位置和速度信息。

优选地，所述光学导航敏感器通过注数进行安装矩阵修正。

优选地，所述光学导航敏感器在巡航段距离火星1000万公里至10万公里处开机工作。

优选地，所述光学导航敏感器拍摄的星图均由星载计算机自主进行导航解算。

优选地，所述光学导航敏感器能够对所拍摄的背景星图进行处理，提取出姿态信息。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明充分利用宇宙空间的自然资源，实现了火星接近段连续自主、实时高精度导航，解决了地面无线电导航方法在火星接近过程中的通信时延、损耗和跟踪盲区等问题，可满足未来火星探测关键阶段自主导航任务需求，为深空探测器高精度自主导航提供了良好的技术手段。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明基于安装矩阵修正的火星接近段光学导航数据解算方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明基于安装矩阵修正的火星接近段光学导航数据解算方法包括以下步骤：

步骤一：火星探测器在接近火星过程中，调整探测器姿态，使光学导航敏感器指向火星；