基于激光实时跟踪测量的航天器编队相对位置测量方法

摘要

为了解决编队航天器间相对位置的高精度测量,实现航天器编队自主飞行,提出基于激光实时跟踪测量航天器间相对位置的测量定位方法,建立了航天器间相对位置测量的数学模型.该测量方法在直角坐标系下用Hill方程建立编队航天器相对运动模型,得出航天器相对运动轨迹的解析解,在极坐标系下建立航天器间相对位置的激光跟踪测量模型,将激光跟踪测量系统的测量值转换到直角坐标系,对转换误差进行去偏差补偿,利用卡尔曼滤波方法进行数据处理,以提高航天器间的相对位置测量精度.仿真结果表明,若对于测距精度为5厘米,测角精度为0.1度的激光跟踪测量系统,采用去偏差转换测量卡尔曼滤波方法,航天器空间相对位置精度可达到厘米量级.