[发明专利]基于差分卫星导航的垂直返回运载器着陆段导航方法

说明书

本发明提出了基于差分卫星导航的垂直返回运载器着陆段导航方法，属于导航技术领域。所述方法采用差分站网络+定点增强方式或单基站方式、三基站方式或四基站方式进行垂直返回运载器的着陆段导航。具有导航精度高，方案简单、适应性强和低成本的特点。

技术领域

本发明涉及基于差分卫星导航的垂直返回运载器着陆段导航方法，属于导航技术领域。

背景技术

垂直返回运载器是我国乃至世界运载工具发展的重要方向，其飞行末段尤其是着陆段对导航精度有极高的要求，而目前常用的导航技术难以为运载器着陆段提供分米级乃至亚分米级的定位精度。

根据差分卫星技术的原理和发展现状分析，差分卫星导航技术是提高垂直返回运载器末段导航，尤其是着陆段导航精度的可行手段。现有可用的卫星导航系统主要为GPS、GLONASS 和我国的北斗导航系统。现有的卫星导航方法或其与惯性导航、天文导航等导航系统组成的组合导航系统，均仅能提供米级甚至更低的导航精度，无法满足垂直返回运载器着陆段高精度、高动态、高可靠性的导航需求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中导航方法存在的无法满足垂直返回运载器着陆段高精度、高动态、高可靠性的导航需求的问题，提出了一种基于差分卫星导航的垂直返回运载器着陆段导航方法，所采取的技术方案如下：

基于差分卫星导航的垂直返回运载器着陆段导航方法，所述方法为：当所述垂直返航运载器的着陆区域存在已建好的地面差分站网络时，采用差分站网络+定点增强方式进行垂直返回运载器的着陆段导航；当所述垂直返航运载器的着陆区域不存在已建好的地面差分站网络时，采用单基站方式、三基站方式或四基站方式进行垂直返回运载器的着陆段导航。

进一步地，所述差分站网络+定点增强方式具体为：在已建好的底面差分站网络中，在所述垂直返回运载器着陆点为圆心、5m—150m为半径的范围内增设GNSS地面差分基站，或在垂直返回运载器着陆前1—2天时，于距离运载器着陆点5m—150m范围内，沿运载器返回方向，布置高精度的GNSS接收机和信息处理及发射装置形成临时基站；所述临时基站包括基准站和流动站；所述临时基站自身的测量信息与已有的所述差分站网络进行信息融合，并将信息融合后的伪距和载波相位改正数发送至垂直返回运载器的导航接收机上利用所述载波相位改正数进行点位坐标计算实现垂直返回运载器的着陆段导航。

进一步地，所述GNSS接收机的精度范围为2.5mm—10mm。

进一步地，所述采用单基站方式、三基站方式和四基站方式进行垂直返回运载器的着陆段导航的具体过程为：在所述垂直返回运载器着陆点附近布置多个独立的GNSS地面差分基站，或在所述垂直返回器着陆前1—2天，于距离运载器着陆点5m—150m范围内，沿运载器返回方向，高精度的GNSS接收机和信息处理及发射装置，形成单站方式临时基站、三站方式临时基站或四站方式临时基站；所述单站方式临时基站、三站方式临时基站或四站方式临时基站均包括基准站和流动站；所述单站方式临时基站、三站方式临时基站或四站方式临时基站将伪距和相位改正数发送至垂直返回运载器的导航接收机上利用所述相位改正数进行点位坐标计算实现垂直返回运载器的着陆段导航。

进一步地，所述单站方式临时基站为：在以所述垂直返回运载器着陆点为圆心、5m—150m 为半径的范围内设置一个布站地点来布置GNSS地面差分基站；

所述三站方式临时基站为：在以所述垂直返回运载器着陆点为圆心、5m—150m为半径的范围内设置一个布站地点布置第一个GNSS地面差分基站；确定第一个GNSS地面差分基站位置后，在偏离垂直返回运载器轨迹纵平面一侧15°的方向，距离所述第一个GNSS地面差分基站10～25km的位置上布置第二个GNSS地面差分基站；在偏离垂直返回运载器轨迹纵平面另一侧45°方向，距离所述第一个GNSS地面差分基站10～15km的位置上布置第三个GNSS地面差分基站，并使三个所述GNSS地面差分基站成正三角形；