[发明专利]测角测速组合导航半物理仿真验证系统及其试验方法

权利要求书

1.一种测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，包括：环境模拟子系统、测角导航子系统、测速导航子系统和组合导航子系统；

所述环境模拟子系统根据真实的轨道动力学噪声，输出第一数据至所述测角导航子系统，及输出第二数据至所述测速导航子系统；

所述测角导航子系统根据所述第一数据以及真实的导航图像噪声，得到测角导航估计结果；所述测速导航子系统根据所述第二数据以及真实的导航光谱噪声，得到测速导航估计结果；

所述组合导航子系统根据所述测角导航估计结果和所述测速导航估计结果，得到测角测速组合导航估计结果。

2.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，以高阶模型作为标称轨道，与导航模型中动力学产生的轨道对比，通过统计标称轨道与轨道的差值时间序列特性，作为所述真实的轨道动力学噪声；

所述高阶模型是指在计算轨道时采用高精度的轨道动力学模型，高阶模型的截断误差更小，产生标称轨道；所述导航模型是指在导航解算轨道时采用实际存在比高阶模型更大截断误差的轨道动力学模型，产生导航模型中的轨道。

3.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，通过所述环境模拟子系统中的动力学模型驱动所述测角导航子系统中的导航图像模拟器，剔除探测器与导航图像目标天体相对运动影响，统计导航图像信息偏差的时间序列特性，作为所述真实的图像噪声。

4.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，通过所述环境模拟子系统中的动力学模型驱动所述测速导航子系统中的导航光谱模拟器，剔除探测器和导航光谱目标天体相对运动影响，统计光谱偏移误差的时间序列特征，作为所述真实的光谱噪声。

5.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，所述测角导航子系统包括：导航图像模拟器、测角导航敏感器和测角导航算法模块；

所述导航图像模拟器根据所述第一数据以及所述真实的导航图像噪声产生当前时刻探测器所观测到的图像信号；

所述测角导航敏感器对所述图像信号进行图像信息处理和提取算法，输出导航目标图像质心参数；

所述测角导航算法模块根据导航目标图像质心参数得到所述测角导航估计结果。

6.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，所述测速导航子系统包括：导航光谱模拟器、测速导航敏感器和测速导航算法模块；

所述导航光谱模拟器根据所述第二数据以及所述真实的导航光谱噪声产生当前时刻探测器所观测到的光谱信号；

所述测速导航敏感器对所述光谱信息进行光谱信息处理和提取算法，输出太阳/恒星相对探测器的相对速度大小；

所述测速导航算法模块根据太阳/恒星相对探测器的相对速度得到所述测速导航估计结果。

7.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，所述第一数据包括：根据探测器位姿参数和敏感器的安装矩阵，解算得到的测角导航相机的光轴指向参数。

8.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，所述第二数据包括：解算得到的太阳/恒星相对探测器的速度。

9.根据权利要求1所述的测角测速组合导航半物理仿真验证系统，其特征在于，还包括导航性能评估与演示子系统；

所述导航性能评估与演示子系统对所述测角测速组合导航估计结果、输出测角导航估计结果和所述测速导航估计结果进行评估及演示。

10.一种测角测速组合导航半物理仿真验证系统的试验方法，其特征在于，包括：环境模拟步骤、测角导航步骤、测速导航步骤和组合导航步骤；

所述环境模拟步骤根据真实的轨道动力学噪声，输出第一数据和第二数据；

所述测角导航步骤根据所述第一数据以及真实的导航图像噪声，得到测角导航估计结果；

所述测速导航步骤根据所述第二数据以及真实的导航光谱噪声，得到测速导航估计结果；

所述组合导航步骤根据所述测角导航估计结果和所述测速导航估计结果，得到测角测速组合导航估计结果。