[发明专利]一种对空间非合作目标自主交会的相对导航方法

摘要

本发明涉及一种对空间非合作目标自主交会的相对导航方法，以航天器相对轨道运动方程为导航状态方程，以星载CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）相机测量的相对视线角信息和GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）接收机输出的绝对定位信息以及几何约束构造的相对距离ρ信息作为量测量，采用UKF（Unscented kalman filter，无味卡尔曼滤波器）滤波算法精确估计出服务星与非合作目标之间的相对位置和相对速度。本发明适用于对空间非合作目标中远程自主交会的相对导航。有益效果：能够在服务星不进行特殊轨道机动，也不增加服务星数量的情况下，仅依靠单颗服务星的星载相对测量设备CCD相机和绝对定位设备GNSS接收机，就能实现服务星对空间非合作目标中远程自主交会的高精度相对导航。

主权项

1.一种对空间非合作目标自主交会的相对导航方法，其特征在于步骤如下：步骤1：由服务星星载CCD相机跟踪观测空间非合作目标，获得相对视线仰角ε和相对视线方位角θ；步骤2：由服务星星载GNSS接收机对服务星进行绝对定位获取惯性系下的位置信息，然后由该绝对位置进行几何递推获得相对距离，递推公式为：ρtk=ρtk-12+||rG_tk-rG_tk-1||22-2ρtk||rG_tk-rG_tk-1||2cosα]]>其中，为t_k时刻服务星载GNSS给出的绝对位置矢量，‖·‖₂表示2范数，α是t_k-1时刻的单位视线矢量i与追踪器自身单位位移矢量δr的夹角；步骤3：以航天器相对轨道运动方程为导航状态方程，以视线仰角ε、视线方位角θ和相对距离ρ作为量测量，采用UKF滤波算法得到服务星与非合作目标之间的相对位置和相对速度。