| 小天体探测序列图像自主相对导航系统可观测性分析 |
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| 引用本文： | 董天舒,孙博文,史纪鑫.小天体探测序列图像自主相对导航系统可观测性分析[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2022(1). |
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| 作者姓名： | 董天舒 孙博文 史纪鑫 |
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| 作者单位： | 北京理工大学宇航学院;北京空间飞行器总体设计部 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(编号:2019YFA0706500);国家自然科学基金(编号:U20B2055,61690215,61640304,61573060)资助项目。 |
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| 摘 要： | 小天体探测对探索宇宙起源、解决地球资源问题具有重要意义,研发小天体探测器及实施小天体探测已成为各国未来发展的重点.受地面测控网指令时延的影响,小天体探测器需自主获取小天体的位置、速度信息,即具备自主相对导航的能力,基于序列图像的自主相对导航系统不仅可提供包含小天体运动信息的角度观测量,还具有低成本、低功耗的优点,是一种理想的小天体探测自主相对导航方法,是目前研究的热点.可观测性分析可评估导航系统的观测能力是研究导航系统的基础.本文针对小天体探测序列图像自主相对导航系统非线性带来的可观测性分析问题,基于微分几何理论,推导了系统0至2阶李导数,建立了系统可观测性矩阵,基于秩判据分析了典型小天体探测轨道流形下序列图像自主相对导航系统的局部弱可观测性.分析结果表明,仅依靠序列图像小天体探测器可完备估计小天体运动状态.此外,本文提出了序列图像自主相对导航系统的可观测度量化方法,并分析了相对轨道流形变化对可观测度的影响,相关结论可指导小天体探测器轨道设计,具有一定的工程实用价值.
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| 关 键 词： | 序列图像 相对导航 可观测性 |
Observability analysis of autonomous relative navigation system for small celestial body detection based on sequence images |
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| DONG TianShu,SUN BoWen,SHI JiXin.Observability analysis of autonomous relative navigation system for small celestial body detection based on sequence images[J].Scientia Sinica Pysica,Mechanica & Astronomica,2022(1). |
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| Authors: | DONG TianShu SUN BoWen SHI JiXin |
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| Institution: | (School of Aerospace Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;Beijing Institute of Spacecraft System Engineering,Beijing 100094,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | sequence images relative navigation observability |
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