申请/专利权人：上海卫星工程研究所

申请日：2021-08-31

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN113686361B

主分类号：G01C25/00

分类号：G01C25/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.12.10#实质审查的生效;2021.11.23#公开

摘要：本发明提供了一种火星探测天地协同导航地面验证系统及方法，其特征在于，包括：将光学导航敏感器数据与地面测定轨数据的信息融合，并根据导航信息的状态，自主选择最优导航模式并模拟导航系统模式的切换过程；所述导航模式包括自主光学导航、地面无线电导航和组合导航。本发明对于火星环绕器导航系统设计，提升导航算法验证效率有良好效果。本发明的应用取得降低试验成本、提高深空导航系统设计效率、提高深空探测器导航性能等有益效果。

主权项：1.一种火星探测天地协同导航地面验证系统，其特征在于，包括：将光学导航敏感器数据与地面测定轨数据的信息融合，并根据导航信息的状态，自主选择最优导航模式并模拟导航系统模式的切换过程；所述导航模式包括自主光学导航、地面无线电导航和组合导航；所述火星探测天地协同导航地面验证系统包括：模拟接近火星阶段地面无线电导航与光学自主导航的组合导航过程；火星探测天地协同导航验证系统包括轨道发生器模块，光学导航模块、地面无线电导航模块、导航滤波算法模块、导航误差分析模块；能够实现火星捕获段和绕火轨道段器地组合导航过程的验证和评估，以支持火星环绕器全过程中器地组合导航系统设计；以实现探测火星不同的轨道阶段的仿真分析为基础，轨道发生器模块提供火星探测器在接近段、捕获段以及环绕段的多种轨道模型和精度下的轨道求解运算，为光学导航模块和地面无线电导航模块提供轨道输入参数，并能够分别基于多个轨道模型的轨道仿真精度进行分析验证；光学系统导航模块模拟包括目标天体拍摄、图像处理、视线角计算以及轨道确定的光学自主导航的各个过程；并通过采集火星三维仿真图像进行处理，得到火星质心像素数据；地面无线电导航模块建立多个地面深空站测量模型，自主确定火星探测器对各个测站的可见性，并输出地面导航信息；信息融合与导航算法模块将接收光学自主导航和地面无线电导航的信息进行数据融合，得到融合后的导航数据；导航误差分析模块基于轨道发生器模块得到的模拟的探测器位置和速度信息与融合后的导航数据根据协方差定义得到预设时刻协方差矩阵，根据协方差矩阵得到误差椭圆，根据测定轨的误差分布范围自主选择最优导航模式并模拟导航系统模式的切换过程。

全文数据：

权利要求：

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