上面級多載荷部署問題中的自主導航方法研究.pdf

1、自主導航技術的發(fā)展對提高火箭上面級的機動性、隱蔽性、抗干擾性和自主生存能力，以及降低多星部署任務的成本，均具有重要的意義。本文研究了以恒星和地球方位矢量夾角作為觀測模型輸出、用迭代最小二乘法確定歷元時刻火箭上面級狀態(tài)、并以軌道預報方式實現(xiàn)自主導航的方法。在DSP上驗證了該方法的適用性。
　　論文綜述了國內(nèi)外自主導航技術和星載計算機的發(fā)展概況及趨勢。
　　分析了地球形狀、日月引力、太陽光壓和大氣阻力等各種軌道攝動因素，在地心赤

2、道慣性坐標系下建立了比較精確的火箭上面級軌道動力學模型。
　　針對多星部署任務的特殊性，提出了分別適用于主動段和被動段的導航方案。著重研究了被動段自主導航的實現(xiàn)方式。提出了在被動段使用最小二乘方法的雙CPU導航算法，其中一個CPU計算軌道初值的最小二乘解，通過動力學積分求差分，避開了傳統(tǒng)動力學定軌中的大量偏導數(shù)計算，充分發(fā)揮了最小二乘方法具有算法簡單、收斂性好的優(yōu)勢；另一個CPU進行實時軌道預報。除此之外，給出了用于上面級軌道確定

3、的狀態(tài)方程、觀測方程、以及敏感器模擬測量數(shù)據(jù)的生成方式。
　　為使得上面級在軌自主運行狀態(tài)更為良好，對于可能影響的導航結果的因素進行對比仿真。分析比較了測量因素(采樣周期、采樣弧長、敏感器精度、恒星方位)、安裝因素、軌道特性對于定位精度的影響，總結了其變化規(guī)律。
　　最后，介紹了DSP器件在數(shù)字信號處理方面的優(yōu)勢，ICETEK-C6713-A目標板、仿真器和DSP的開發(fā)環(huán)境；然后，將PC機上的導航算法封裝到ICETEK-C6