著陸器在火星大氣進(jìn)入段的自主導(dǎo)航方法研究.pdf

1、隨著空間技術(shù)的發(fā)展，火星探測(cè)成為深空探測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。在火星探測(cè)任務(wù)中，傳統(tǒng)的進(jìn)入段導(dǎo)航采用基于IMU的航跡遞推的方法，導(dǎo)航精度低，無法滿足未來火星探測(cè)任務(wù)對(duì)著陸精度的要求。本文以火星精確著陸為背景，對(duì)著陸器在大氣進(jìn)入段的導(dǎo)航方法進(jìn)行研究。
　　本文首先研究了只利用IMU測(cè)量數(shù)據(jù)的導(dǎo)航方法。推導(dǎo)了用于生成參考軌跡的三自由度動(dòng)力學(xué)模型；并對(duì)航跡遞推導(dǎo)航方法的估計(jì)誤差和誤差協(xié)方差進(jìn)行了分析；研究了將IMU測(cè)量作為外部觀測(cè)量的導(dǎo)航方法，并

2、進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)與分析。其次，針對(duì)僅利用慣性單元的測(cè)量值作為觀測(cè)量的導(dǎo)航算法狀態(tài)量不完全可觀的問題，研究了在IMU數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上增加星間測(cè)距信息作為外部測(cè)量數(shù)據(jù)的導(dǎo)航方案，對(duì)各種算法的可觀性進(jìn)行了仿真，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了分析。最后，針對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)中存在的眾多的不確定性，并以火星大氣模型的不確定性為例，設(shè)計(jì)門控網(wǎng)絡(luò)多模型自適應(yīng)估計(jì)的導(dǎo)航算法，并對(duì)各子濾波器的輸出結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。通過仿真結(jié)果分析表明，該導(dǎo)航方法可以有效的降低火星大氣不確定性對(duì)導(dǎo)航精