软着陆小天体的自主导航与制导方法研究
小行星和彗星等小天体的探测已经成为新世纪深空探测的热点之一。由于小天体特殊的性质，为了在不能精确确定引力模型和着陆点状况的小天体表面安全软着陆，必须有自主性强、精度高和鲁棒性强的导航和制导系统。本论文针对软着陆小天体的特点，对软着陆小天体的自主导航与制导方法进行了研究。主要内容包括： 首先，根据小天体探测器飞行环境的特点，给出软着陆小天体的动力学模型和自主导航系统的观测模型。 其次，提出基于特征点信息的自主光学导航方法。为了进一步提高对轨道参数的估计精度，考虑到系统中存在的非高斯噪声，采用改进的粒子滤波算法来设计自主导航滤波器。在基本粒子滤波“采样—重要性—重采样”算法的基础上，通过设置门限来判断是否进行重采样，并采用“马尔科夫链蒙特卡罗移动”来增加粒子的多样性。 再次，为了解决由于参数不确定性导致的着陆动力学方程中包含无模型加速度摄动项这一问题，制导与控制方案采用基于滑模变结构的自主制导与控制方法。 最后，基于对上述软着陆小天体自主导航与制导方法的研究，对软着陆小天体自主GNC系统进行数学仿真。仿真表明，本文所采用的基于特征点信息的软着陆自主导航与制导方案是可行的，对模型的不确定性和环境干扰具有一定的鲁棒性。
软着陆小天体;自主导航;制导方法;动力学模型
哈尔滨工业大学
硕士
飞行器设计
崔平远
2007
中文
V448.224;V525.5
65
2013-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）