基于视线矢量的深空自主导航算法研究

摘要

针对深空探测器在行星际飞行中的轨道确定问题，研究了一种基于视线矢量的自主导航算法。结合深度撞击任务的特点，以太阳视线矢量和地球视线矢量作为导航系统的观测量；在详细分析太阳敏感器测量原理的基础上，给出了太阳视线矢量的观测模型及其观测误差表达式；通过分析导航相机观测原理，给出像元像线观测模型，并推导地球视线矢量的观测误差；利用惯性空间内视线矢量间的几何关系，详细推导了探测器的位置矢量及其误差表达式，结合非线性扩展卡尔曼滤波建立自主导航算法。最后，以深度撞击任务的实际飞行数据对本文提出的深空自主导航算法进行了仿真验证。