CN104765373B - 一种星上相对运动状态获取方法 - Google Patents
一种星上相对运动状态获取方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104765373B CN104765373B CN201510051446.1A CN201510051446A CN104765373B CN 104765373 B CN104765373 B CN 104765373B CN 201510051446 A CN201510051446 A CN 201510051446A CN 104765373 B CN104765373 B CN 104765373B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mtd
- mtr
- msub
- omega
- mrow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种星上相对运动状态获取方法，首先根据C‑W方程得出其解析解，以C‑W方程解析解与时间无关的量作为未知量，将相对测量敏感器测量精度较高的相对位置作为测量量，通过最小二乘拟合的方法拟合求解与时间无关未知量，得到代表两星实际相对运动情况的相对运动状态高精度长时间预报解(简称拟合C‑W解)。这种方法的好处是拟合C‑W解预报结果受精度较高的实际测量量的约束，反映了两星实际相对运动状态，克服了C‑W方程解析解的局限性，而且预报精度较高，解决了相对测量敏感器间歇不可用情况下高精度相对导航和星上长时间相对运动状态预报问题，具有较强的工程实践性。
Description
技术领域
本发明涉及在空间飞行器编队飞行、交会对接对任务中星上高精度相对导航技术领域。
背景技术
在编队飞行相对轨道控制中主要控制相对速度的大小和方向，因此相对速度的精度对编队飞行的编队效果起着至关重要的作用，尤其在小尺度精确编队飞行空间控制任务之中。实际上对于一些非合作目标探测，相对导航敏感器输出的相对速度精度较差，甚至有些无法直接获取，而相对位置精度较高，而且可能具有间歇性不可用，不能输出相对导航信息；此外，对于机动平台的伴飞模式，为制定最优相对运动控制策略，需要长时间精确预报两星的相对运动状态，以精确确定到达误差边界时刻，制定控制策略，因此相对测量敏感器间歇不可用情况下高精度相对导航和星上长时间相对运动状态预报问题需要迫切解决。
目前通常的做法是通过卡尔曼滤波器对相对速度进行滤波，得到较高精度的相对速度初始信息，采用单事件点求解C-W方程的解析解系数，从而在导航数据中断下利用解析解进行相对运动状态预报。采用卡尔曼滤波和单事件点C-W方程的解析解进行预报存在以下缺点：一是不能精确描述两星的相对运动在空间构型；二是没有考虑C-W方程的解析解误差，由于解析解没有考虑空间摄动等约束长时间预报精度差，使用预报结果进行制导控制律计算时，制导律误差大，编队控制误差大；三是计算量大，需要星上进行较多采样才能获得理想结果，如果导航数据中断，则滤波结果较差，甚至给编队飞行控制带来灾难性后果。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种星上相对运动状态获取方法，实现导航敏感器间歇性不可用下高精度相对状态量的获取和长时间相对运动状态的预报，解决相对测量敏感器间歇不可用情况下高精度相对导航和星上长时间相对运动状态预报问题。
本发明的技术方案是：一种星上相对运动状态获取方法，步骤如下：
1)建立目标卫星轨道坐标系
目标卫星轨道坐标系定义为(O-XoYoZo)：坐标原点位于目标卫星质心，Z轴在目标卫星轨道平面内由目标卫星质心指向地心；Y轴垂直轨道平面，指向轨道平面负法线，与轨道动量矩矢量方向相反；X轴与Y、Z轴构成右手螺旋，指向卫星飞向方向；
将两星的相对状态表述在目标卫星轨道坐标系下，定义两星相对位置、速度矢量在目标卫星轨道坐标系表示为
2)在卫星轨道坐标系中求解C-W方程解析解
用C-W方程描述两星相对运动动力学方程，则C-W方程在目标卫星轨道坐标系中为：
其中ω为目标卫星轨道角速度，ax、ay、az为各轴施加的控制力，为相对位置矢量在目标卫星轨道坐标系分量对时间的一阶导数，为相对位置矢量在目标卫星轨道坐标系分量对时间的二阶导数；
当目标卫星不作机动飞行时，即ax＝ay＝az＝0，已知t0时刻两星的相对位置(x0，y0，z0)和相对速度令 k＝y0，则C-W方程解析解表示为
其中τ＝t-t0，(xt，yt，zt)表示t时刻两星的相对位置，表示t时刻两星的相对速度；
3)建立最小二乘拟合量测方程
将系数ε0，σ，c，d，h，k作为状态量，将从相对导航敏感器获取的相对位置作为测量量，则ti时刻C－W拟合相对运动预报的测量方程表示为
pi＝ΨiX； (4)
若有l个ti时刻的相对位置测量量，则总的C－W拟合相对运动预报的测量方程可以表示为
P＝ΦX； (5)
4)求解拟合C-W解系数
根据最小二乘求解方法，则方程式(5)的解为
X＝(ΦTΦ)-1ΦTP； (6)
5)求解拟合C-W解
通过(6)式精确求解X后，则拟合C-W解为
6)根据当前时刻t，则τ＝t-t0，将τ和目标卫星轨道角速度ω带入公式(7)，获得t时刻两星的相对运动状态；所述的目标卫星轨道角速度ω在编队飞行中由地面定轨或自主绝对导航给出。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
根据C-W方程的解析解，已知初始相对运动状态点和对应时刻t0，可以预报出t时刻的相对运动状态这种预报方法只与选取的初始点状态有关。星上初始点选取主要依据相对测量敏感器测量结果，其中相对速度误差较大。由于解析解对相对速度初值比较敏感，因此基于一个初始状态点进行C-W方程解析解预报精度较差。
本发明创造性的提出利用精度较高的相隔一段时间内几个事件点的相对位置对C-W方程的解析解系数进行拟合，修正了解析解，从而得到精确的能够描述两星实际运动状态的高精度长时间预报解(简称拟合C-W解)，计算简便，即获取了较高精度的相对速度信息，又能高精度的进行长时间相对运动状态预报，满足了导航敏感器数据不可用下的编队飞行导航数据需求。
附图说明
图1为目标卫星轨道坐标系示意图；
图2为轨道高度为650km、两星相距90km、两个轨道周期内C-W解析解和拟合C-W方法相对位置预报误差仿真结果；
图3为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面以机动平台对目标卫星进行编队飞行为例，对本发明进行说明，具体包括如下步骤：
1)建立目标卫星轨道坐标系
如图1所示，目标卫星轨道坐标系定义为(O-XoYoZo)：坐标原点位于目标卫星质心，Z轴在目标卫星轨道平面内由目标卫星质心指向地心；Y轴垂直轨道平面，指向轨道平面负法线，与轨道动量矩矢量方向相反；X轴与Y、Z轴构成右手螺旋，指向卫星飞向方向。
本发明将两星的相对状态表述在目标卫星轨道坐标系下，定义两星相对位置、速度矢量在目标卫星轨道坐标系表示为
2)在卫星轨道坐标系中求解C-W方程解析解
描述两星相对运动动力学方程为C-W方程，在目标卫星轨道坐标系中为：
其中ω为目标卫星轨道角速度，ax、ay、az为各轴施加的控制力，为相对位置矢量在目标卫星轨道坐标系分量对时间的二阶导数。
当目标卫星不作机动飞行时，ax＝ay＝az＝0，此时方程(1)解析解为：
其中(x0，y0，z0)表示t0时刻两星的相对位置，表示其相对速度，τ＝t-t0，(xt，yt，zt)表示t时刻两星的相对位置，为t时刻两星的相对速度。
令 k＝y0，则C-W方程解析解(2)-(3)式可以表示为
式(4)－(5)表明只要知道t0时刻的相对运动状态(相对位置和速度)即可求解出ε0，σ，c，d，h，k，从而利用解析解求解出t时刻的相对运动状态。这种预报方法只与选取的初始点状态有关。
然而C-W方程成立的条件为：目标轨道为近圆；不考空间摄动；两星相对距离为近距离。因此在编队飞行任务中采用C-W方程解析解进行长时间相对运动状态预报将带了较大误差。此外，相对测量设备一般直接测量相对位置，其精度较高，而相对速度精度较差，采用C-W方程解析解进行相对运动状态预报时，由于只是采用了t0时刻相对运动状态进行预报，而速度精度又不高，因此长时间预报误差会出现累计情况。
3)建立最小二乘拟合量测方程
从C-W方程解析解可以看出，影响预报精度直接原因在于系数ε0，σ，c，d，h，k的准确性，在实际空间环境下，如何精确求解解析解系数成为关键。将系数ε0，σ，c，d，h，k作为状态量，以测量精度较高的相对位置作为测量量，则ti时刻C－W拟合相对运动预报的测量方程可以表示为
pi＝ΨiX (6)
如有l个ti时刻的相对位置测量量，则总的C－W拟合相对运动预报的测量方程可以表示为
P＝ΦX (7)
4)求解拟合C-W解系数
根据最小二乘求解方法，则方程式(7)的解为
X＝(ΦTΦ)-1ΦTP (8)
5)求解拟合C-W解
通过(8)式精确求解X后，则拟合C-W解为
6)利用拟合C-W解预报相对运动状态
已知当前时刻t，则τ＝t-t0，将τ和目标卫星轨道角速度ω(在编队飞行中由地面定轨或自主绝对导航给出)带入公式(9)，利用(9)式便可以预报t时刻两星的相对运动状态。
图2给出了轨道高度为650km、两星相距90km、两个轨道周期内C-W解析解和拟合C-W方法相对位置预报误差仿真结果，从图中可以看出在两个轨道周期11760s秒内，拟合C-W方法相对位置预报误差远小于C-W解析解，采用拟合C-W方法进行相对位置预报精度较高。通过本专利，应用相对测量精度较高的相对位置测量信息求得了较高精度的相对速度量，满足了编队飞行过程中对相对速度测量精度高的要求，得到了精确描述两星实际运动状态的C-W方程的解析解，能够进行长时间高精度相对运动状态预报，弥补了C-W方程普通解析解预报精度差的缺点，可以直接应用到我国编队飞行和交会对接任务相对运动控制之中，应用前景广阔。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (1)
1.一种星上相对运动状态获取方法，其特征在于包括如下步骤：
1)建立目标卫星轨道坐标系
目标卫星轨道坐标系定义为(O-XoYoZo)：坐标原点位于目标卫星质心，Z轴在目标卫星轨道平面内由目标卫星质心指向地心；Y轴垂直轨道平面，指向轨道平面负法线，与轨道动量矩矢量方向相反；X轴与Y、Z轴构成右手螺旋，指向卫星飞向方向；
将两星的相对状态表述在目标卫星轨道坐标系下，定义两星相对位置、速度矢量在目标卫星轨道坐标系表示为
2)在卫星轨道坐标系中求解C-W方程解析解
用C-W方程描述两星相对运动动力学方程，则C-W方程在目标卫星轨道坐标系中为：
<mrow>
<mfenced open='{' close=''>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mover>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mrow>
</mover>
<mo>-</mo>
<mn>2</mn>
<mi>&omega;</mi>
<mover>
<mi>z</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mover>
<mi>y</mi>
<mrow>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mrow>
</mover>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>&omega;</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mover>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mrow>
</mover>
<mo>-</mo>
<mn>3</mn>
<msup>
<mi>&omega;</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>z</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>&omega;</mi>
<mover>
<mi>x</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mi>z</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中ω为目标卫星轨道角速度，ax、ay、az为各轴施加的控制力，为相对位置矢量在目标卫星轨道坐标系分量对时间的一阶导数，为相对位置矢量在目标卫星轨道坐标系分量对时间的二阶导数；
当目标卫星不作机动飞行时，即ax＝ay＝az＝0，已知t0时刻两星的相对位置(x0，y0，z0)和
相对速度令
<mrow>
<msub>
<mi>&epsiv;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mn>2</mn>
<mi>&omega;</mi>
</mfrac>
<msub>
<mover>
<mi>z</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>,</mo>
</mrow>
<mrow>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>=</mo>
<mn>6</mn>
<mi>&omega;</mi>
<msub>
<mi>z</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>-</mo>
<mn>3</mn>
<msub>
<mover>
<mi>x</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>,</mo>
</mrow>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub>
<mover>
<mi>z</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mn>0</mn>
</msub>
<mi>&omega;</mi>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
k
＝y0，则C-W方程解析解表示为
<mrow>
<mfenced open='{' close=''>
<mtable>
<mtr></mtr><mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&epsiv;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&sigma;&tau;</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>d</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
<mo>-</mo>
<mn>2</mn>
<mi>c</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>h</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
<mo>+</mo>
<mi>k</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>z</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>&sigma;</mi>
<mrow>
<mn>3</mn>
<mi>&omega;</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mi>c</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
<mo>+</mo>
<mi>d</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mfenced open='{' close=''>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mover>
<mi>x</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>d&omega;</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>c&omega;</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mover>
<mi>y</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>h&omega;</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
<mo>-</mo>
<mi>k&omega;</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mover>
<mi>z</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>c&omega;</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
<mo>-</mo>
<mi>d&omega;</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中τ＝t-t0，(xt，yt，zt)表示t时刻两星的相对位置，表示t时刻两星的相对速度；
3)建立最小二乘拟合量测方程
将系数ε0，σ，c，d，h，k作为状态量，将从相对导航敏感器获取的相对位置作为测量量，则ti时刻C－W拟合相对运动预报的测量方程表示为
pi＝ΨiX； (4)
<mrow>
<msub>
<mi>p</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfenced open='(' close=')'>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>z</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>,</mo>
</mrow>
<mrow>
<msub>
<mi>&Psi;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfenced open='(' close=')'>
<mtable>
<mtr></mtr><mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mo>-</mo>
<mn>2</mn>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;</mi>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mn>2</mn>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;</mi>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;</mi>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;</mi>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mfrac>
<mn>2</mn>
<mrow>
<mn>3</mn>
<mi>&omega;</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;</mi>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;</mi>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>,</mo>
</mrow>
<mrow>
<mi>X</mi>
<mo>=</mo>
<mfenced open='(' close=')'>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>&epsiv;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>&sigma;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>h</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>k</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>c</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>d</mi>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
</mrow>
若有l个ti时刻的相对位置测量量，则总的C－W拟合相对运动预报的测量方程可以表示为
P＝ΦX； (5)
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>=</mo>
<mfenced open='(' close=')'>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>p</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>p</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>,</mo>
<mi>&Phi;</mi>
<mo>=</mo>
<mfenced open='(' close=')'>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>&psi;</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>&psi;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>,</mo>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo>,</mo>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>,</mo>
<mi>l</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>l</mi>
<mo>></mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
4)求解拟合C-W解系数
根据最小二乘求解方法，则方程式(5)的解为
X＝(ΦTΦ)-1ΦTP； (6)
5)求解拟合C-W解
通过(6)式精确求解X后，则拟合C-W解为
<mrow>
<mfenced open='(' close=')'>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>z</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mover>
<mi>x</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mi>t</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mover>
<mi>y</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mi>t</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mover>
<mi>z</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mi>t</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>=</mo>
<mfenced open='{' close='}'>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
<mtd>
<mi>&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mo>-</mo>
<mn>2</mn>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mn>2</mn>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mfrac>
<mn>2</mn>
<mrow>
<mn>3</mn>
<mi>&omega;</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>2</mn>
<mi>&omega;</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mn>2</mn>
<mi>&omega;</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mi>&omega;</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mo>-</mo>
<mi>&omega;</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
<mtd>
<mi>&omega;</mi>
<mi>cos</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
<mtd>
<mo>-</mo>
<mi>&omega;</mi>
<mi>sin</mi>
<mi>&omega;&tau;</mi>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>X</mi>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>7</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
6)根据当前时刻t，则τ＝t-t0，将τ和目标卫星轨道角速度ω带入公式(7)，获得t时刻两星的相对运动状态；所述的目标卫星轨道角速度ω在编队飞行中由地面定轨或自主绝对导航给出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510051446.1A CN104765373B (zh) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 一种星上相对运动状态获取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510051446.1A CN104765373B (zh) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 一种星上相对运动状态获取方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104765373A CN104765373A (zh) | 2015-07-08 |
| CN104765373B true CN104765373B (zh) | 2017-11-07 |
Family
ID=53647279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510051446.1A Active CN104765373B (zh) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 一种星上相对运动状态获取方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104765373B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334731B (zh) * | 2015-10-30 | 2018-03-09 | 北京控制工程研究所 | 一种远地点点火高精度解析轨道自主预报方法 |
| CN106297422B (zh) * | 2016-10-09 | 2019-01-08 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于最小二乘的非线性相对轨迹预报方法 |
| CN106767768A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-31 | 东南大学 | 一种双星编队的自主导航方法 |
| CN108958064B (zh) * | 2017-05-17 | 2021-10-01 | 上海微小卫星工程中心 | 姿态导引律误差判断方法、***及电子设备 |
| CN108519109B (zh) * | 2018-04-20 | 2020-04-10 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种空间非合作目标相对导航在轨演示安装参数确定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104200030A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 清华大学 | 一种圆参考轨道下给定边界的卫星初始相对状态确定方法 |
| CN104316060A (zh) * | 2014-06-06 | 2015-01-28 | 清华大学深圳研究生院 | 空间非合作目标的交会对接方法与装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19940007A1 (de) * | 1999-08-24 | 2001-03-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkens eines Kraftfahrzeugs |
-
2015
- 2015-01-30 CN CN201510051446.1A patent/CN104765373B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104316060A (zh) * | 2014-06-06 | 2015-01-28 | 清华大学深圳研究生院 | 空间非合作目标的交会对接方法与装置 |
| CN104200030A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 清华大学 | 一种圆参考轨道下给定边界的卫星初始相对状态确定方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| High-Precision, Practical Relative Orbit Propagation Using Least-Squares Method;杨震等;《AIAA Guidance, Navigation, and Control(GNC) Conference》;20130930;第1-12页 * |
| 伴飞航天器轨道修正点状态的最小二乘估计;郭碧波等;《中国空间科学技术》;20081231(第6期);第1-7页 * |
| 基于立体视觉的航天器相对位姿测量方法与仿真研究;徐文福等;《宇航学报》;20090731;第30卷(第4期);第1421-1428页 * |
| 编队飞行卫星群相对轨道测量研究;李晨光等;《北京航空航天大学学报》;20050630;第31卷(第6期);第614-617页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104765373A (zh) | 2015-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104765373B (zh) | 一种星上相对运动状态获取方法 | |
| Van den Kroonenberg et al. | Measuring the wind vector using the autonomous mini aerial vehicle M2AV | |
| CN103759742B (zh) | 基于模糊自适应控制技术的捷联惯导非线性对准方法 | |
| CN104880191B (zh) | 一种基于太阳矢量的偏振辅助导航方法 | |
| Rönnbäck | Developement of a INS/GPS navigation loop for an UAV | |
| CN100585602C (zh) | 惯性测量***误差模型验证试验方法 | |
| CN106595715B (zh) | 基于捷联惯导与卫星组合导航***里程计标定方法及装置 | |
| CN103837151B (zh) | 一种四旋翼飞行器的气动模型辅助导航方法 | |
| CN101339244B (zh) | 一种机载sar图像自动目标定位方法 | |
| CN106643737A (zh) | 风力干扰环境下四旋翼飞行器姿态解算方法 | |
| CN103852081B (zh) | 用于大气数据/捷联惯导组合导航***的真空速解算方法 | |
| CN105066994A (zh) | 一种嵌入式大气数据***与惯性导航***的数据融合方法 | |
| CN103257348A (zh) | 一种飞行器相对高度和相对姿态的测量***及其测量方法 | |
| CN102607639A (zh) | 基于bp神经网络的大攻角飞行状态下大气数据测量方法 | |
| CN103363992A (zh) | 基于梯度下降的四旋翼无人机姿态航向参考***解算方法 | |
| CN103884340B (zh) | 一种深空探测定点软着陆过程的信息融合导航方法 | |
| CN104215262A (zh) | 一种惯性导航***惯性传感器误差在线动态辨识方法 | |
| CN103630136A (zh) | 冗余传感器配置下基于三级滤波的导航参数最优融合方法 | |
| CN202209953U (zh) | 用于水下载体的地磁辅助惯性导航*** | |
| CN102565451A (zh) | 通用飞机航行风向、风速的测算方法 | |
| CN110849360B (zh) | 面向多机协同编队飞行的分布式相对导航方法 | |
| CN103453907A (zh) | 基于分层大气模型的行星进入段导航滤波方法 | |
| CN103968844B (zh) | 基于低轨平台跟踪测量的大椭圆机动航天器自主导航方法 | |
| CN106643804A (zh) | 一种预先确定星载激光测高仪的足印位置的方法 | |
| CN110243377A (zh) | 一种基于分层式结构的集群飞行器协同导航方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |