[发明专利]一种深空探测器自主导航系统构建方法及装置

权利要求书

1.一种深空探测器自主导航系统构建方法，其特征在于，所述方法包括：

根据深空探测器各阶段的探测轨道，构建深空探测器自主导航系统的动力学模型和多敏感器观测模型；

通过数学推导和物理分析的方法，获得由动力学模型的误差引起的导航定位精度和轨道预报精度的偏差，据此构建动力学模型的模型误差补偿项；根据多敏感器的测量原理确定观测模型的主要误差源，据此构建观测模型的模型误差补偿项；

根据探测轨道所处空间环境的稳定性，基于所述的动力学模型的模型误差补偿项以及观测模型的模型误差补偿项，对所述动力学模型的模型误差及多敏感器观测模型的模型误差进行分类实时补偿；

根据数据深度加权的多模型融合估算方法，对多敏感器的观测数据进行融合加权；

基于对动力学模型和多敏感器观测模型的模型误差的分类实时补偿以及对多敏感器的观测数据的融合加权，构建基于模型误差补偿的数据深度加权深空探测器自主导航系统；

其中，所述通过数学推导和物理分析的方法，获得由动力学模型的误差引起的导航定位精度和轨道预报精度的偏差，据此构建动力学模型的模型误差补偿项，包括：通过数学推导和物理分析的方法，获得由动力学模型的误差引起的导航定位精度和轨道预报精度的偏差；根据所述偏差构建相应的伪脉冲力参数化模型误差补偿项；

以及，所述根据多敏感器的测量原理确定观测模型的主要误差源，据此构建观测模型的模型误差补偿项，包括：根据各敏感器的测量原理，推导出各敏感器的误差源及其作用效果；根据误差源的作用效果，通过主元分析方法确定主要误差源；根据测元空间中主要误差源的统计特性，构建基于光滑核函数逼近模型的模型误差补偿项。

2.根据权利要求1所述的深空探测器自主导航系统构建方法，其特征在于，

所述的动力学模型包括，但不限于：近地停泊轨道动力学模型、地月转移轨道动力学模型、月球探测轨道动力学模型、登月飞行轨道动力学模型；

所述的多敏感器观测模型包括，但不限于：太阳敏感器观测模型、月球敏感器观测模型、星敏感器观测模型、红外敏感器观测模型、陀螺仪观测模型、加速度计观测模型、X射线脉冲星观测模型。

3.根据权利要求1所述的深空探测器自主导航系统构建方法，其特征在于，所述根据探测轨道所处空间环境的稳定性，基于所述的动力学模型的模型误差补偿项以及观测模型的模型误差补偿项，对所述动力学模型的模型误差及多敏感器观测模型的模型误差进行分类实时补偿，包括：

当探测轨道所处空间环境不稳定时，基于所述的动力学模型的伪脉冲力参数化模型误差补偿项，对动力学模型的模型误差进行实时补偿；

当探测轨道所处空间环境稳定时，基于光滑核函数逼近模型的模型误差补偿项，对多敏感器观测模型的模型误差进行实时补偿；

当探测轨道所处空间环境无法确定是否稳定时，通过对导航系统的混迭模型误差进行模态分解，并通过预测补偿滤波方法进行总上限误差控制。

4.根据权利要求1所述的深空探测器自主导航系统构建方法，其特征在于，所述的根据数据深度加权的多模型融合估算方法，对多敏感器的观测数据进行融合加权，包括：

通过投影寻踪的方法将多敏感器的观测数据投影到所述探测轨道的数据空间中；

根据投影的轨道数据空间深度的下确界构造观测数据的高维数据深度；

根据所述高维数据深度，对多敏感器自主导航系统进行融合滤波加权。