导航学-导航学5-3-2019.ppt

汇报人： 时间：2020
本模板有完整的思路及框架，更贴近实用
导航学-导航学5-3-2019
无线电、天文和其它导航系统
天文导航
天文观测量和量测方程
理论基础
工作原理
导航精度分析
天
汇报人： 时间：2020
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导航学-导航学5-3-2019
无线电、天文和其它导航系统
天文导航
天文观测量和量测方程
理论基础
工作原理
导航精度分析
天文观测量和量测方程
行星的视角：D为行星直径，行星视角A为行星视边缘的最大张角，视半径为A/2。
量测方程
r 为探测器到行星的距离
1 以行星的视角为量测量
恒星仰角：指从探测器上观测到的一颗恒星与一颗行星的视边缘之间的夹角，是常用的观测量之一
图中γ为恒星仰角，A为行星视角
量测方程：
is 分别为探测器指向恒星的位置矢量
ir 行星中心的位置矢量
天文观测量和量测方程
2 以恒星仰角为量测量
掩星观测：当从探测器上观测到某颗恒星被行星遮挡住时，在看得见到看不见的瞬间可确定一个圆柱位置面
量测方程：
ip 为探测器指向恒星渐隐于行星边缘处的单位矢量；
is 恒星星光的单位矢量
天文观测量和量测方程
3 掩星观测
一个近天体和一个远天体之间的夹角，指探测器到近天体中心的实现方向与和一个恒星视线之间的夹角
量测方程：
P0 为近天体的中心；
ir 为近天体到航天器的位置矢量
is 为近天体到恒星的矢量
天文观测量和量测方程
4 以一个近天体和一个远天体之间的夹角为量测量
天文观测量和量测方程
该观测量确定一个圆锥位置面
量测方程
5 以两个近天体之间的夹角为量测量
- 由太阳指向航天器的矢量
- 由太阳指向地球的矢量
- 由航天器指向地球的矢量
天文观测量和量测方程
纯天文几何解析定位方法（2）
L1各分量的确定方法
定义一组基
则L1用上述基来表示为：
代入前页矢量关系式解得L1的各分量
纯天文几何解析定位方法（3）
利用1行星和3或3颗以上恒星的星光角距及该行星的视角进行天文自主定位
通过3个圆锥位置面确定1条位置线，即确定从行星到航天器的单位矢量
通过该行星视角可以计算得到航天器到行星的距离
纯天文几何解析定位方法（3）
求航天器相对于行星单位矢量的方位角 a 和 b
根据行星直径 D 和视角 A 得到距离r
航天器相对于行星的位置矢量
纯天文自主定位的几何解析法
结论：
根据上述所示几何关系，可求出探测器的位置；但纯天文几何解析方法的缺点是不能直接获得探测器的速度信息，且位置信息的精度随量测噪声的变化起伏较大。仿真结果表明，结合轨道动力学方程，通过滤波方法对该结果进行再处理，可提高导航定位的精度。
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