基于多源信息融合的火星最终接近段自主导航方案研究

摘要

火星最终接近段的导航性能直接决定了着陆器进入段的初始精度,是影响着陆器能否实现定点着陆的关键因素之一.目前火星探测任务的最终接近段导航主要依赖于地面的深空测控网络,存在信号衰减和通信时延等问题.为了提高进入点状态估计精度,同时增强火星最终接近段导航系统的自主性、可靠性和实时性,本文提出了一种基于多源信息融合的火星最终接近段自主导航方案.对光学、无线电、X射线脉冲星三种观测模型及其观测特性进行了分析和对比,论证了该组合导航方案设计的可行性,并采用联邦卡尔曼滤波算法进行观测信息融合与系统状态估计,以火星科学实验室任务为背景,对该组合导航方案进行仿真验证.仿真结果表明,该组合导航方案能够有效提高最终接近段导航精度,同时提高导航系统的自主性和可靠性.