申请/专利权人：北京空间飞行器总体设计部

申请日：2022-01-27

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN114577221B

主分类号：G01C21/24

分类号：G01C21/24;G01C21/20;G06T7/00;G06T7/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2022.06.21#实质审查的生效;2022.06.03#公开

摘要：本发明公开了一种只用观测信息的自主导航系统可观测性解析判定方法。包括：1首先对空间目标的图像特征信息进行提取。2根据提取的空间目标的各个图像特征信息，得到目标相对航天器轨道坐标系Ooxoyozo的指向角度信息及相对速率与相对距离的比值信息。3根据步骤2所述的指向角度信息可得到只用观测信息的系统可观测性解析判定准则。本发明获得的可观测性判定方法无需系统状态信息，只需要导航观测信息，同时获得可观测性判定准则具有解析形式，无需进行复杂的矩阵运算，适合在资源严重受限的航天器上进行计算。

主权项：1.一种只用观测信息的自主导航系统可观测性解析判定方法，其特征在于步骤如下：1对空间目标的图像特征信息进行提取；空间目标为需要探测的对方目标；2根据步骤1提取的空间目标的各个图像特征信息，得到空间目标相对航天器轨道坐标系Ooxoyozo的指向角度信息、相对速率与相对距离的比值信息；具体步骤如下：2.1设空间目标在相机图像坐标系下的中心像素坐标为xc,yc，根据相机几何成像原理，得到相机图像坐标系下空间目标相对航天器的单位矢量为： 式中uc为目标相对航天器的单位矢量在相机图像坐标系Ocxcyczc中的xc轴的坐标，vc为目标相对航天器的单位矢量在相机图像坐标系Ocxcyczc中的yc轴的坐标，wc为目标相对航天器的单位矢量在相机图像坐标系Ocxcyczc中的zc轴的坐标；f为相机的焦距；2.2定义相机图像坐标系到航天器轨道坐标系的转移矩阵为Coc，从而得到空间目标相对航天器轨道坐标系Ooxoyozo的角度信息为： 式中xo′为目标相对航天器的单位矢量在航天器轨道坐标系Ooxoyozo中的xo轴的坐标，yo′为目标相对航天器的单位矢量在航天器轨道坐标系Ooxoyozo中的yo轴的坐标，zo′为目标相对航天器的单位矢量在航天器轨道坐标系Ooxoyozo中的zo轴的坐标；α为空间目标相对航天器轨道坐标系的俯仰角；β为空间目标相对航天器轨道坐标系的偏航角；2.3定义空间目标相对航天器的相对速率为空间目标相对航天器的相对距离为ρ；根据空间目标的图像光斑大小变化，得到空间目标相对航天器相对速率与相对距离ρ的比值信息；具体如下：定义根据步骤1提取的空间目标的图像光斑大小为D，定义θ为在相机图像坐标系Ocxcyczc中对应光斑大小D的开合角大小，其为 根据相机成像几何关系，相对距离ρ为 式中γ为空间目标直径；根据空间目标直径不随时间变化，相对速率为 式中为开合角的角速率；那么，目标相对航天器相对速率与相对距离ρ的比值信息为 3根据步骤2得到的指向角度信息得到只用观测信息的航天器自主导航系统可观测性解析判定准则，完成航天器自主导航系统可观测性解析判定；可观测性解析判定准则为：若则航天器自主导航系统可观测；若则航天器自主导航系统不可观测，其中为航天器真近点角速率，为俯仰角速率，是俯仰角α关于时间的微分。

全文数据：

权利要求：

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