用于自动轨道转移飞行器(ATV)交会的相对GPS导航设计和验证

摘要

EAS将通过ATV交会预研(ARP)项目,验证欧洲实现在未来自动轨道转移飞行器(ATV)与国际阿尔法空间站(ISSA)自动交会对接所要掌握的关键技术。在该预研项目中,研制了一个基于GPS的相对导航系统(RGPS),作为远程接近操作(12km～300m)所采用的主要导航基准。其基本设计思想是利用卡尔曼滤波器处理两台GPS接收机在同一时刻接收到的数据,一个GPS接收机装在ATV上,另一个装在ISSA上。通过高逼真度的仿真试验证实了RGPS滤波器的性能和鲁棒性。在欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)GPS试验室中进行了一系列开环测试(RGPS滤波器+真实ARP-GPS+NTC GPS仿真),更进一步验证了RGPS的设计思想。下一步的验证工作是处理在STS80/ASTRO-SPAS的交会操作期间由ARP-GPS所获取的数据。本文发表了在RGPS的研制和验证过程中所得到的令人满意的结果。