基于单领航者相对位置测量的多AUV协同导航系统定位性能分析

自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)的协同导航是解决水下导航定位问题的重要方法,其中导航系统的定位误差增长特性是衡量其定位性能的关键指标.本文针对单领航者相对位置测量的多AUV协同导航系统,利用扩展卡尔曼滤波方法建立了导航系统的整体定位误差关于相对位置量测误差的传递方程.在此基础上,通过求解系统定位误差随时间演化的代数黎卡提方程,得到了其在稳态情形下的方差上界估计.理论分析表明,单领航AUV协同导航系统的整体定位误差有界收敛且与初始化滤波方差无关,具有良好的综合性能.最后,仿真实例验证了文中理论分析结果的正确性.

基于激光实时跟踪测量的航天器编队相对位置测量方法

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。

基于形态学图像处理的逼近段相对位置测量

针对未安装合作光标的目标航天器，设计了应用于交会对接逼近段的基于形态学图像处理的相对位置光学测量方法；基于2个五自由度卫星模拟器建立了实验系统，利用该系统对提出的方法进行了验证；实验结果的相对测量误差与理论分析一致，证明了该方法的可行性，为进一步实际工程应用提供了依据。

一种采用弹目相对位置测量方法提高中末制导交接班概率的仿真研究

本文基于捷联惯导+目标信息修正+主动雷达末制导的复合制导体制的中远程地空导弹武器系统,分析了采用弹目相对位置测量方法对系统误差传递累积的改善机理,并在建立系统模型的基础上采用Montcarlo仿真,对采用该方法前后的中末制导交接班概率进行了的仿真对比分析。

分布式航天器相对位置测量平台设计

分布式航天器间相对位置的实时高精度测量是分布式航天器实现空间队形保持的关键技术之一。为了对相对位置测量方法进行研究、分析和论证,建立了分布式航天器相对位置测量地面实验平台。介绍了分布式航天器相对位置测量和解算的基本原理;论述了仿真平台的组成和功能;基于仿真平台对相对位置测量精度进行了仿真试验,试验结果显示该平台具有良好的性能指标;最后介绍了相对位置解算仿真评估软件的设计方法。

基于地基CEI技术的空间飞行器相对位置测量技术研究

讨论了差分CEI的基本原理，分析了差分CEI的相对位置确定的误差。通过分析得出结论：在CEI基线长度为1000m时，相对角度测量精度可以达到16urad，如果增加基线距离或者结合SBI技术，测量精度会进一步提高，测量精度能够满足交会过程中相对导航、编队卫星相对位置测量、高轨卫星共位等要求。

根据相对位置测量信息自主确定两个航天器的轨道

已设计并分析了一种根据一个航天器与另一个航天器的相对位置矢量测量信息自主确定两个航天器轨道的批处理滤波器。该系统为那些无法依赖GPS星座导航信号或地面站确定轨道的系统提供了一种高精度自主确定轨道的手段。该滤波器要利用惯性基准相对位置矢量的时间序列以及两个航天器的轨道动力学模型。它可以估算两个航天器的6个轨道状态矢量以及每个航天器的阻力系数。该系统的可观性已利用这种原理演示过,此外,还针对多种情况估计了滤波器最佳状态可达到的位置精度。在特定配置下该滤波器的位置精度可达到1m(rms)的水平。

基于双目视觉的航天器间相对位置和姿态的测量方法

在光学测量基本原理上建立了双目视觉测量模型,提出了基于双目视觉的航天器间相对位置及姿态的测量方法,并对测量系统中的误差进行分析,得到影响测量精度的因素。仿真结果表明该方法有效,获得的航天器间相对空间位姿信息的精度能满足航天测控要求,对航天器在轨实时应用具有重要参考价值。

基于三目视觉的航天器交会对接位姿测量方法研究

随着载人航天和宇宙空间站的不断发展,航天器自主对接技术显得日趋重要.在航天器对接的最后逼近阶段,实时精确测量两航天器间的相对位置姿态参数是对接成功的关键.针对航天器交会对接中位置姿态参数的测量问题,研究了三目视觉的非线性测量方法,阐述三目视觉的测量原理并建立数学模型,将相对位姿参数求解问题转化为非线性优化问题,进而利用Levenberg-Marquardt算法求解.仿真研究表明,与双目视觉线性方法和三目视觉线性方法相比,该方法能降低图像匹配误差的影响,提高特征点的定位精度,增加测量系统的可靠性.