[发明专利]利用SINS/图像匹配组合导航进行火星捕获的方法

摘要

本发明公开一种利用SINS/图像匹配组合导航进行火星捕获的方法，首先利用SINS给出探测器当前的位置和姿态；然后建立SINS/图像匹配组合导航模型，利用图像匹配算法辅助修正SINS的输出结果，给出探测器当前的精确位置和姿态；同时，通过提取和跟踪目标火星轮廓边缘可确定探测器位置变化和姿态变化；并且，利用最优组合滤波算法给出探测器的多信息融合后的状态信息，即对探测器进行导航定位；最后确定探测器入轨的状态，形成控制指令，实现探测器的自主精确捕获。本发明符合深空探测器小型化、高集成化、多功能化发展的趋势。其实时性远优于地面的遥控、遥测，也避免了火星背面的信号盲区，可实现自主智能的目标捕获和确定。

主权项

一种利用SINS/图像匹配组合导航进行火星捕获的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）探测器轨控发动机在近火星段的飞行过程中，直接制动进行火星捕获；（2）根据当前SINS得到的探测器的位置信息，在探测器载计算机中找到预先存储的与探测器当前位置信息相对应的参考图像A；（3）利用探测器载成像传感器实时获取当前火星的实测图像B，并与参考图像A相比较，利用图像匹配算法来确定探测器当前的位置和姿态；（4）利用SINS给出探测器当前的位置和姿态；（5）在步骤（3）和步骤（4）的基础上，利用SINS/图像匹配组合导航算法给出探测器当前的精确位置和姿态；（6）在步骤（5）的基础上，通过提取和跟踪目标火星轮廓边缘来确定探测器与目标天体之间的相对位置、相对速度、相对姿态，即探测器位置的变化和姿态的变化；（7）根据步骤（5）和步骤（6）的输出结果，利用最优组合滤波算法给出探测器的状态信息，即对探测器进行导航定位；（8）在步骤（7）的基础上，确定探测器入轨的状态，形成控制指令，实现探测器的自主精确捕获。