[发明专利]一种可回收航天运载器的导航系统

说明书

本发明提供一种可回收航天运载器的导航系统，包括：子级导航子系统，包括第一惯性导航装置、第一卫星导航接收机、第一雷达高度计，当子级回收再入段时，第一惯性导航装置和第一卫星导航接收机输出第一惯性导航信息和第一卫星导航信息，子级导航子系统利用第一雷达高度计完成第一高度信息的第一组合信息，第一组合信息用于航天运载器子级再入段的制导控制；回收导航地面配合子系统，包括卫星导航差分站、视觉导航合作目标，当子级近地着陆段时，子级导航子系统结合第一卫星导航信息与卫星导航差分站的差分信号，进行差分导航运算。子级导航子系统与回收导航地面配合子系统相互配合能够让回收式航天运载器在回收段执行定点降落，子级回收降落精准可靠。

技术领域

本发明涉及航天运载器的导航领域，具体涉及一种可回收航天运载器的导航系统。

背景技术

走出地球、开发利用太空资源是人类发展的趋势之一，如何降低进入太空的费用是整个航天工业界面临的主要挑战之一，通过航天运载器子级和助推器回收和重复使用是降低成本的重要措施。

可回收式航天运载器的整体构型与传统航天运载器没有明显差别，但由于要完成子级和/或捆绑助推器的回收，相比于传统航天运载器，除了在上面级的仪器舱内安装导航设备用于航天运载器的制导控制外，还需要在航天运载器子级或者助推器内增加导航设备用于回收段的制导控制。

鉴于此，亟需设计一种分布式的导航系统进行航天运载器子级或者助推器的回收。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可回收航天运载器的导航系统。

本发明提供一种可回收航天运载器的导航系统，包括：子级导航子系统，包括第一惯性导航装置、第一卫星导航接收机、第一雷达高度计，当子级回收再入段时，所述第一惯性导航装置和所述第一卫星导航接收机输出第一惯性导航信息和第一卫星导航信息，所述子级导航子系统利用所述第一雷达高度计完成第一高度信息的第一组合信息，所述第一组合信息用于航天运载器子级再入段的制导控制；回收导航地面配合子系统，包括卫星导航差分站、视觉导航合作目标，当子级近地着陆段时，所述子级导航子系统结合所述第一卫星导航信息与所述卫星导航差分站的差分信号，进行差分导航运算。

根据本发明的一个实施例，可回收航天运载器的导航系统还包括：助推级导航子系统，包括第二惯性导航装置、第二卫星导航接收机、第二雷达高度计，当助推级回收再入段时，所述第二惯性导航装置和所述第二卫星导航接收机输出第二惯性导航信息和第二卫星导航信息，所述助推级导航子系统利用所述第二雷达高度计完成第二高度信息的第二组合信息，所述第二组合信息用于航天运载器助推级再入段的制导控制；当助推级近地着陆段时，所述助推级导航子系统结合所述第二卫星导航信息与所述卫星导航差分站的差分信号，进行差分导航运算。

根据本发明的一个实施例，所述子级导航子系统还包括第一视觉导航传感器，所述第一视觉导航传感器输出第一视觉导航信息。

根据本发明的一个实施例，所述助推级导航子系统还包括第二视觉导航传感器，所述第二视觉导航传感器输出第二视觉导航信息。

根据本发明的一个实施例，所述子级导航子系统在子级近地着陆段时，将所述第一惯性导航信息、所述第一卫星导航信息、所述第一视觉导航信息和所述第一高度信息输入卡尔曼全局滤波器进行最优估算，输出高精度导航结果，用于近地着陆段的制导控制。

根据本发明的一个实施例，所述助推级导航子系统在助推级近地着陆段时，将所述第二惯性导航信息、所述第二卫星导航信息、所述第二视觉导航信息和所述第二高度信息输入卡尔曼全局滤波器进行最优估算，输出高精度导航结果，用于近地着陆段的制导控制。

根据本发明的一个实施例，可回收航天运载器的导航系统还包括：仪器舱导航子系统，包括第三惯性导航装置，航天运载器发射前通过所述第三惯性导航装置进行方位自对准，建立初始基准导航坐标系。