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基于双目光学图像信息的空间非合作目标自主相对导航方法
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作者 王大轶 张磊 +3 位作者 朱卫红 史纪鑫 黄美丽 邹元杰 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2019年第2期81-88,共8页
针对无任何先验信息的空间非合作目标相对导航问题,提出了一种仅基于双目视觉图像测量的自主相对导航方法.首先,建立了非合作目标双目图像测量辨识模型及特征位置矢量解算方法.利用观测卫星相机系下的目标相对位置矢量观测序列,结合卫... 针对无任何先验信息的空间非合作目标相对导航问题,提出了一种仅基于双目视觉图像测量的自主相对导航方法.首先,建立了非合作目标双目图像测量辨识模型及特征位置矢量解算方法.利用观测卫星相机系下的目标相对位置矢量观测序列,结合卫星姿态、相机安装方位等信息,给出了非合作目标初始相对运动状态估计及导航滤波参数初始化方法.之后采用考虑状态噪声补偿以及观测方差矩阵和状态噪声矩阵自适应修正的扩展卡尔曼滤波算法,完成空间非合作目标自主相对导航解算.最后以低轨非合作目标逼近段为例进行相对导航仿真,验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 非合作目标 双目视觉 自主相对导航
非合作目标激光测距预报的实时修正方法研究 预览
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作者 张训方 赵雪 +1 位作者 李荣旺 李祝莲 《天文研究与技术》 CSCD 2019年第1期25-32,共8页
非合作目标的激光测距预报一般是基于双行根数(TLE)外推出来的,往往有较大偏差,对激光测距的成功率有较大影响。结合空间目标的轨道理论和实测的数据分析,预报的偏差主要是预测模型外推的空间目标在运行轨道上的平近点角与实际平近点角... 非合作目标的激光测距预报一般是基于双行根数(TLE)外推出来的,往往有较大偏差,对激光测距的成功率有较大影响。结合空间目标的轨道理论和实测的数据分析,预报的偏差主要是预测模型外推的空间目标在运行轨道上的平近点角与实际平近点角存在偏差。根据非合作目标在望远镜跟踪视场中的脱靶量,利用相关算法可以找到一个最佳的时间根数偏差量修正空间目标的平近点角。经过修正,空间目标的视位置偏差得到改善,距离偏差能够从几百米减小到几十米,提升了预期回波到达时刻的准确度,可以给单光子探测器提供更高精度的距离门控,提高测距成功率。 展开更多
关键词 实时修正 时间根数偏差 非合作目标 轨道预报
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基于激光测距和惯导的非合作目标远程交会相对导航算法研究 预览 被引量:4
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作者 杨东春 赵春慧 顾冬晴 《上海航天》 2016年第4期75-80,共6页
对非合作目标的远程交会,研究了一种基于激光测距和惯导的相对导航方法。给出了由激光测距仪和惯性传感器组成的相对导航系统。设计了相对导航算法:用激光测距获得的相对距离和相对方位、俯仰角度与惯导获得的姿态和位置信息,确定目标... 对非合作目标的远程交会,研究了一种基于激光测距和惯导的相对导航方法。给出了由激光测距仪和惯性传感器组成的相对导航系统。设计了相对导航算法:用激光测距获得的相对距离和相对方位、俯仰角度与惯导获得的姿态和位置信息,确定目标飞行器与追踪飞行器相对轨道动力学方程并进行递推,输出相对位置与速度;用激光测距输出的相对距离和相对方位、俯仰角度与惯导获得的姿态、位置信息,由卡尔曼滤波得到相对位置与速度的误差并对递推结果进行修正,修正的结果作为相对导航最终的输出。算例表明:该相对导航方法适于非合作目标远程交会,在远程交会结束时刻,相对位置误差小于1m,相对速度误差小于0.05m/s;相对导航滤波器的加速度计常值偏差估计误差明显小于绝对导航滤波器。 展开更多
关键词 非合作目标 远程交会 相对导航 激光测距 惯导 相对轨道动力学 相对距离 相对姿态 卡尔曼滤波
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单目-无扫描3D激光雷达融合的非合作目标相对位姿估计 预览 被引量:3
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作者 郝刚涛 杜小平 +1 位作者 赵继广 宋建军 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期1178-1186,共9页
针对传统的利用单一视觉传感器难以实现复杂非合作空间操控导航的问题,提出一种基于单目相机与无扫描三维激光雷达融合的非合作目标相对位姿估计方法。首先,设计了基于成像几何关系的单目纹理-非扫描距离图像的快速配准与融合方法;之后... 针对传统的利用单一视觉传感器难以实现复杂非合作空间操控导航的问题,提出一种基于单目相机与无扫描三维激光雷达融合的非合作目标相对位姿估计方法。首先,设计了基于成像几何关系的单目纹理-非扫描距离图像的快速配准与融合方法;之后,在构建目标同步定位与建图(SLAM)贝叶斯滤波模型基础上,提出一种扩展卡尔曼滤波-无损卡尔曼滤波-粒子滤波联合的滤波估计算法,可实现尺度模糊下相对位姿的快速鲁棒估计;其次,针对估计中的尺度模糊问题,提出基于融合图像的全局尺度系数确定方法,将尺度系数估计问题转化为简单线性滤波问题。基于Open GL生成的2D/3D图像实验表明:所提出的方法具有较优的精度和鲁棒性;相对位置估计误差与尺度估计误差相关,二者近似成线性正比关系。 展开更多
关键词 非合作目标 相对位姿 单目相机 无扫描三维激光雷达 图像融合
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基于合作目标与非合作目标的一体化空间配准新算法 预览 被引量:1
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作者 宋文彬 《电讯技术》 北大核心 2013年第11期1422-1427,共6页
针对移动平台雷达同时探测到合作目标与非合作目标怎样进行空间配准的问题,提出了一种一体化的空间配准算法,将基于合作目标的雷达系统偏差估计结果作为附加条件输入到基于非合作目标建立的线性方程组中,一起采用递推最小二乘法(RL... 针对移动平台雷达同时探测到合作目标与非合作目标怎样进行空间配准的问题,提出了一种一体化的空间配准算法,将基于合作目标的雷达系统偏差估计结果作为附加条件输入到基于非合作目标建立的线性方程组中,一起采用递推最小二乘法(RLS)重新估计两平台的系统偏差大小。仿真结果表明该新方法切实可行,合理地利用了合作目标信息与共同量测的非合作目标信息,提高了雷达量测系统偏差估计的准确性和最终目标航迹的配准精度,相信在多机协同探测领域具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 空间配准 系统偏差 合作目标 非合作目标
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空间非合作目标燃料最优终端接近策略研究 预览 被引量:5
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作者 郭继峰 张立佳 崔乃刚 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期 386-390,共5页
针对一类姿轨控制系统失效的目标航天器实施空间救援等在轨服务任务。要求追踪航天器跟踪到达指定目标点,对目标航天器进行在轨捕获,建立了目标航天器在空间自由翻滚情况下追踪航天器跟踪目标点的动力学模型,并建立了安全无碰撞的燃... 针对一类姿轨控制系统失效的目标航天器实施空间救援等在轨服务任务。要求追踪航天器跟踪到达指定目标点,对目标航天器进行在轨捕获,建立了目标航天器在空间自由翻滚情况下追踪航天器跟踪目标点的动力学模型,并建立了安全无碰撞的燃料最优终端接近模型。数学仿真表明,当初始条件合适时,燃料最优终端接近轨迹自然满足安全性要求。 展开更多
关键词 空间在轨服务 敏捷在轨服务航天器 非合作目标 最优交会
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Angles-only relative navigation in highly elliptical orbits 预览
7
作者 张立佳 崔乃刚 《哈尔滨工业大学学报:英文版》 EI CAS 2010年第4期 575-577,共3页
For angles-only relative navigation system only measures line-of-sight information,there are inherent problems in the ability to determine the range between Chaser and Target. Angles-only relative navigation is an att... For angles-only relative navigation system only measures line-of-sight information,there are inherent problems in the ability to determine the range between Chaser and Target. Angles-only relative navigation is an attractive alternative for inspecting or rendezvous with noncooperative target,if adequate accuracy can be achieved. Angles-only relative navigation model considering J2 perturbation is presented for tracking and rendezvous with noncooperative target in highly elliptical orbit. Impulsive out-of-plane maneuvers of the Chaser are used to improve the navigation accuracy. The first impulse burns in cross-track directions to change the orbit inclination of the Chaser. The second impulse burns after one orbit period to change the orbit of the Chaser back. The simulation results show that the relative navigation system without maneuvers can't correct the initial state errors,while impulsive out-ofplane maneuvers of the Chaser improves the navigation accuracy. Angles-only relative navigation with chaser vehicle maneuvers to improve observability is effective when the spacecrafts are in highly elliptical orbits. 展开更多
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微型航天器与空间非合作目标交会制导方法 被引量:3
8
作者 崔乃刚 张立佳 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1466-1471,共6页
星载设备能力有限的微型航天器在与空间非合作目标交会任务开始前,存放在空间轨道平台内,为了使其完成此项任务,需要设计制导方法。本文首先根据希尔(C-W)方程,设计了初制导律,然后在视线坐标系内建立了微型航天器与非合作目标间的相... 星载设备能力有限的微型航天器在与空间非合作目标交会任务开始前,存放在空间轨道平台内,为了使其完成此项任务,需要设计制导方法。本文首先根据希尔(C-W)方程,设计了初制导律,然后在视线坐标系内建立了微型航天器与非合作目标间的相对运动方程,并设计了空间交会自寻的末制导律。交会任务开始时,为节省微型航天器的燃料,轨道平台根据初制导律以一定速度及释放角度释放微型航天器,微型航天器进入交会轨道,在初制导的作用下,经过若干个过渡轨道周期后接近空间非合作目标,并为末制导提供良好的交班条件,当末制导导引设备捕获并跟踪目标后可通过自寻的末制导最终完成与空间非合作目标交会任务。 展开更多
关键词 非合作目标 交会 航天器 希尔方程 制导
外辐射源雷达系统中直达波的对消及仿真研究 预览 被引量:2
9
作者 王俊林 张剑云 《现代防御技术》 北大核心 2008年第1期 126-128,133,共4页
利用外辐射源(如调频广播、电视、GPS等的发射信号)的无源雷达探测技术一直是国内外研究的热点。在目标检测上,直达波信号的干扰不但对通道的动态范围提出了极高的要求,同时对微弱目标回波的检测构成了限制。文中利用二元阵的方法... 利用外辐射源(如调频广播、电视、GPS等的发射信号)的无源雷达探测技术一直是国内外研究的热点。在目标检测上,直达波信号的干扰不但对通道的动态范围提出了极高的要求,同时对微弱目标回波的检测构成了限制。文中利用二元阵的方法对直达波的干扰进行抑制,并对其对消性能进行了仿真分析和研究。 展开更多
关键词 外辐射源 目标探测 直达波对消 二元阵
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空间绳系机器人抓捕非合作目标的质量特性参数辨识 预览 被引量:7
10
作者 张帆 黄攀峰 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期630-639,共10页
针对空间绳系机器人抓捕非合作目标/空间垃圾后需要对其进行回收/拖曳的精确控制问题,提出了一种利用抓捕后保持阶段的振动特性辨识目标参数的方法。首先,根据质量特性参数辨识的需要,推导了系统的动力学模型。不同于以往将本体卫... 针对空间绳系机器人抓捕非合作目标/空间垃圾后需要对其进行回收/拖曳的精确控制问题,提出了一种利用抓捕后保持阶段的振动特性辨识目标参数的方法。首先,根据质量特性参数辨识的需要,推导了系统的动力学模型。不同于以往将本体卫星和被抓捕目标简化为质点的动力学模型,本文针对任意的目标抓捕位置,在考虑重力梯度影响的基础上,利用拉格朗日法获得系统各广义坐标的动力学公式。然后,分析非合作目标和系绳在后抓捕保持阶段的姿态运动。最后,在非合作目标与本体卫星没有任何信息交互的情况下,利用后抓捕阶段目标卫星和系绳特有的振动,并使用具有鲁棒性可遗忘因子的递推最小二乘法,提出了包括转动惯量和质心到任意抓捕点距离在内的质量特性参数辨识算法。 展开更多
关键词 空间绳系机器人 动力学建模 非合作目标 抓捕后保持阶段 参数辨识
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空间翻滚非合作目标相对位姿估计的视觉SLAM方法 预览 被引量:7
11
作者 郝刚涛 杜小平 宋建军 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期706-714,共9页
针对空间翻滚非合作目标相对位姿测量中目标先验信息缺失和模型不确定问题,将移动机器人视觉同步定位与建图(SLAM)贝叶斯滤波估计模型推广到非合作目标相对位姿测量中,提出一种基于视觉SLAM的翻滚非合作目标相对位姿估计方法。首先... 针对空间翻滚非合作目标相对位姿测量中目标先验信息缺失和模型不确定问题,将移动机器人视觉同步定位与建图(SLAM)贝叶斯滤波估计模型推广到非合作目标相对位姿测量中,提出一种基于视觉SLAM的翻滚非合作目标相对位姿估计方法。首先,构建了相对位姿估计的贝叶斯滤波状态转移模型和量测更新模型。其次,为避免平动噪声协方差过大导致滤波性能下降的问题,对状态转移方程进行优化,采用最小二乘估计方法预测位置参数。最后,采用一种联合无损卡尔曼滤波和粒子滤波的贝叶斯滤波方法实现了目标全部位姿参数的快速平滑估计。基于计算机合成图像数据和真实图像序列的仿真实验表明:提出的方法具有较优的速度和精度,且对目标速度变化、特征提取和数据关联误差等具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 翻滚非合作目标 相对位姿估计 同步定位与建图 贝叶斯滤波
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敌我识别系统干扰和防御方法 预览 被引量:5
12
作者 郝雁中 吕斌 +2 位作者 陈超 耿强 佟昌峻 《电讯技术》 北大核心 2010年第12期 125-128,共4页
介绍了敌我识别系统的分类、组成和基本工作原理,在对几种典型敌我识别系统的关键参数、信息格式、技术特点及应用平台等进行分析的基础上,结合电子对抗干扰资源与干扰战术,探讨了对其进行干扰和防御的几种方式,对于研究电子战中的敌我... 介绍了敌我识别系统的分类、组成和基本工作原理,在对几种典型敌我识别系统的关键参数、信息格式、技术特点及应用平台等进行分析的基础上,结合电子对抗干扰资源与干扰战术,探讨了对其进行干扰和防御的几种方式,对于研究电子战中的敌我识别系统具有指导意义。 展开更多
关键词 敌我识别 非协同目标识别 电子战 电子对抗
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基于外辐射源直达波的对消及仿真研究 预览
13
作者 王俊林 张剑云 +1 位作者 李东生 游志刚 《飞行器测控学报》 2007年第4期 57-59,共3页
利用外辐射源(如调频广播、电视、GPS等的发射信号)的无源雷达探测技术一直是国内外研究的热点。在目标检测上,直达波信号的干扰不但对通道的动态范围提出了极高的要求,同时对微弱目标回波的检测构成了限制。文中利用二元阵的方法... 利用外辐射源(如调频广播、电视、GPS等的发射信号)的无源雷达探测技术一直是国内外研究的热点。在目标检测上,直达波信号的干扰不但对通道的动态范围提出了极高的要求,同时对微弱目标回波的检测构成了限制。文中利用二元阵的方法对直达波的干扰进行抑制,并对其对消性能进行了仿真分析和研究。 展开更多
关键词 外辐射源 目标探测 直达波对消 二元阵
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非合作目标交会相对导航方法研究 预览 被引量:13
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作者 刘涛 解永春 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第2期 48-53,共6页
本文对一类非合作目标交会的相对导航问题进行了研究.基于近圆轨道上运行的非合作目标航天器初始轨道、追踪航天器在惯性空间的瞬时位置及追踪航天器到目标航天器的视线仰角和方位角等信息,文章从相对距离和相对姿态的确定及相对导航滤... 本文对一类非合作目标交会的相对导航问题进行了研究.基于近圆轨道上运行的非合作目标航天器初始轨道、追踪航天器在惯性空间的瞬时位置及追踪航天器到目标航天器的视线仰角和方位角等信息,文章从相对距离和相对姿态的确定及相对导航滤波器的设计三方面入手,提出了相对位置和相对速度等相对导航参数的获取方法.数学仿真验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 非合作目标 交会 相对距离 相对姿态 相对导航滤波器
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