[发明专利]火星表面影像非合作目标的定位方法

摘要

本发明提供了一种火星表面影像非合作目标的定位方法，包括以下步骤：步骤一：由火星探测任务地面应用系统负责，针对特定火星表面目标提出火星表面影像位置定位信息获取任务；步骤二：考虑器地时延及器地时统因素，通过地面测控系统、VLBI测定轨系统及探测器自主导航系统，以步骤一提出的火星表面目标影像为输入，完成探测器轨道信息外推数据获取并开展定位误差相关分析。本发明进一步提升定位信息精度。

主权项

1.一种火星表面影像非合作目标的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：由火星探测任务地面应用系统负责，针对特定火星表面目标提出火星表面影像位置定位信息获取任务，根据高分辨率相机所获影像信息划定目标区域；步骤二：根据步骤一所划定区域，在考虑火星表面曲率影响的基础上，对高分辨率相机所获影像信息进行火星表面像元分辨率校正分析，以器下点为参考点对目标点进行像元计数统计；步骤三：考虑器地时延及器地时统因素，通过地面测控系统、VLBI测定轨系统及探测器自主导航系统，结合地面天文系统及星力系统，以步骤一提出的火星表面目标影像为输入，完成对探测器定位信息的坐标系转换；步骤四：在火星惯性系下对探测器位置信息进行建模，从径向、切向和法向三个方向描述探测器定位误差对火星表面影响非合作目标的定位影响；步骤五：根据探测器GNC分系统，结合测定轨信息及高分辨率相机视轴特性，通过建模完成高分辨率相机成像时刻探测器三轴姿态信息提取，并分析姿态误差对目标定位的影响；步骤六：考虑探测器在轨运行过程中，高分辨率相机所采用的推扫成像方式，以推扫行为单位分析时标精度，获得因时间同步性误差而带来的火星表面非合作目标定位误差；步骤七：考虑高分辨相机光学系统离轴前视角存在的可能性，相机视轴将不与器下点重合，所观察到目标的时刻相对于器下点将发生变化，对高于或低于火星表面参考面的火星表面非合作目标，建模分析该高程测量误差对非合作目标的定位误差；步骤八：针对无活动部件的高分辨率相机，其视轴测量精度会影响图像定位精度，该项误差由地面进行标定，高分辨率相机与整器及姿态测量部件间传递的测量残差可控；步骤九：探测器发射主动段环境以及在轨环境将使探测器结构产生随机性形变，影响火星表面目标定位精度，如微重力状态、大气传输路径的不确定性、在轨热变形及探测器自身变化的不确定性因素；步骤十：识别并分析各项影响误差的类别和特性，考虑步骤二至步骤九各影响分析，各误差项相互独立，以均方根误差进行合成后获得最终的定位误差分析结果，根据火星表面先验信息，对定位信息精度进行评估以指导定位信息的输出。