应用引力梯度测量的火星中低轨道航天器自主导航

摘要：

针对目前行星附近(行星周围中低轨道高度)的自主导航手段有限,且主要依赖地面设备的支持,导航自主性和实时性比较差,精度不高,无法满足未来探测任务的需求的问题,文章提出了使用引力梯度这种天体本身的物理信息对近地行星附近的航天器进行导航的方法.并以火星附近的导航为算例,采用了全新的120阶火星引力场模型计算引力梯度;使用特征值分解法从引力梯度张量矩阵中提取位置信息,并使用非线性迭代方法解算出高阶引力场模型下的精确位置;最后得出在300km火星轨道上,100 mE和10 mE噪声水平下,三维导航精度分别可以达到300 m和30m以内.该导航方法完全自主,并且导航精度高,实时性好,导航结果可靠,有望应用于近地行星的探测任务.

关键词：行星中低轨道、自主导航、引力梯度、最小二乘法

所属期刊栏目：27

分类号：V448.2(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家重点基础研究发展计划2014CB845303;上海航天科技创新基金

在线出版日期：2018-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：17-23