[发明专利]一种航天器间近距离自主相对导航方法

权利要求书

1.一种航天器间近距离自主相对导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过综合信息处理器得到追踪航天器的初始导航信息；

根据追踪航天器的初始导航信息得到目标航天器在赤惯系中的初始导航信息；

根据目标航天器在赤惯系中的所述初始导航信息得到目标航天器在赤惯系中的绝对导航信息；

通过目标航天器在赤惯系中的绝对导航信息得到追踪航天器与目标航天器之间的相对运动信息；

所述根据追踪航天器的初始导航信息得到目标航天器在赤惯系中的初始导航信息包括：

通过下式得到目标航天器在赤惯系中的初始位置：

其中，为目标航天器在赤惯系中的初始位置，为追踪航天器的初始位置，F_bI0为赤惯系至追踪航天器本体系的坐标转换矩阵，为目标航天器为追踪航天器之间的相对位置关系；

通过下式得到目标航天器在赤惯系中的初始速度：

其中，为目标航天器在赤惯系中的初始速度，为追踪航天器在赤惯系中的初始速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目标航天器在赤惯系中的所述初始导航信息得到目标航天器在赤惯系中的绝对导航信息包括：

建立目标航天器的轨道运动微分方程；

将目标航天器在赤惯系中的所述初始导航信息代入目标航天器的轨道运动微分方程并通过龙格库塔算法得到目标航天器在赤惯系中的绝对导航信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立目标航天器的轨道运动微分方程包括：

通过下式建立目标航天器的轨道运动方程：

其中，为目标航天器在赤惯系中的位置信息，为目标航天器在赤惯系中的速度信息；

通过目标航天器的轨道运动方程得到目标航天器的轨道运动微分方程：

其中，μ、J₂、R_e均为描述目标航天器的轨道运动的常值参数，r为目标航天器到地心的距离。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过下式得到目标航天器在赤惯系中的绝对导航信息：

k₁＝h·f(X_n)

k₄＝h·f(X_n+k₃)

其中，X_n为目标航天器在赤惯系中的绝对导航信息，h为计算步长。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过目标航天器在赤惯系中的绝对导航信息得到追踪航天器与目标航天器之间的相对运动信息包括：

基于C-W方程解析解建立追踪航天器与目标航天器之间的相对运动状态方程；

建立追踪航天器与目标航天器之间的测量方程；

根据所述相对运动状态方程以及测量方程建立滤波方程；

将目标航天器的绝对导航信息带入所述滤波方程中得到追踪航天器与目标航天器之间的相对运动信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，建立如下基于C-W方程解析解的追踪航天器与目标航天器之间的相对运动状态方程：

X_k+1＝Φ(k+1,k)X_k+Bu_k+W_k

其中，X_k为追踪航天器与目标航天器之间的相对运动信息，X_k＝[x y z v_x v_y v_z]^T是追踪航天器相对目标航天器的位置和速度，Bu_k为相对运动状态方程的输入项，W_k为离散化产生的噪声，Φ(k+1,k)为状态转移矩阵，具体表达式如下：

其中，τ为滤波步长，n为目标航天器的轨道平均运动角速度。