上面級(jí)多載荷部署問(wèn)題中的自主導(dǎo)航方法研究.pdf

1、自主導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展對(duì)提高火箭上面級(jí)的機(jī)動(dòng)性、隱蔽性、抗干擾性和自主生存能力，以及降低多星部署任務(wù)的成本，均具有重要的意義。本文研究了以恒星和地球方位矢量夾角作為觀測(cè)模型輸出、用迭代最小二乘法確定歷元時(shí)刻火箭上面級(jí)狀態(tài)、并以軌道預(yù)報(bào)方式實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的方法。在DSP上驗(yàn)證了該方法的適用性。
　　論文綜述了國(guó)內(nèi)外自主導(dǎo)航技術(shù)和星載計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況及趨勢(shì)。
　　分析了地球形狀、日月引力、太陽(yáng)光壓和大氣阻力等各種軌道攝動(dòng)因素，在地心赤

2、道慣性坐標(biāo)系下建立了比較精確的火箭上面級(jí)軌道動(dòng)力學(xué)模型。
　　針對(duì)多星部署任務(wù)的特殊性，提出了分別適用于主動(dòng)段和被動(dòng)段的導(dǎo)航方案。著重研究了被動(dòng)段自主導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方式。提出了在被動(dòng)段使用最小二乘方法的雙CPU導(dǎo)航算法，其中一個(gè)CPU計(jì)算軌道初值的最小二乘解，通過(guò)動(dòng)力學(xué)積分求差分，避開(kāi)了傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)定軌中的大量偏導(dǎo)數(shù)計(jì)算，充分發(fā)揮了最小二乘方法具有算法簡(jiǎn)單、收斂性好的優(yōu)勢(shì)；另一個(gè)CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)軌道預(yù)報(bào)。除此之外，給出了用于上面級(jí)軌道確定

3、的狀態(tài)方程、觀測(cè)方程、以及敏感器模擬測(cè)量數(shù)據(jù)的生成方式。
　　為使得上面級(jí)在軌自主運(yùn)行狀態(tài)更為良好，對(duì)于可能影響的導(dǎo)航結(jié)果的因素進(jìn)行對(duì)比仿真。分析比較了測(cè)量因素(采樣周期、采樣弧長(zhǎng)、敏感器精度、恒星方位)、安裝因素、軌道特性對(duì)于定位精度的影響，總結(jié)了其變化規(guī)律。
　　最后，介紹了DSP器件在數(shù)字信號(hào)處理方面的優(yōu)勢(shì)，ICETEK-C6713-A目標(biāo)板、仿真器和DSP的開(kāi)發(fā)環(huán)境；然后，將PC機(jī)上的導(dǎo)航算法封裝到ICETEK-C6