基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置，涉及航天器控制技术领域，方法包括：针对非合作类接近任务中相对测量敏感器难以保证连续稳定有效测量的情况下，通过确定仅仅以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系，以在初始点至目标终点的转移过程中设计中间停泊点，使得中间停泊点能够保证两个航天器的安全性，同时又能够保证相对测量敏感器的视场可见性，进一步控制追踪航天器在中间停泊点等待相对测量敏感器有效且相对导航重新收敛，以进行后续追踪

【技术实现步骤摘要】
基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及航天器控制
，特别涉及一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置
。

技术介绍

[0002]航天器近距离平移靠拢段的接近任务，一般是指追踪航天器从相对距离几百米开始通过直线逼近的方式平移靠拢至具备对接或抓捕条件的距离
。
为保证平移靠拢段任务的成功执行，需要相对测量敏感器具有相对稳定的测量数据
。
[0003]对于合作类接近任务，两个航天器之间的配合可以使得相对测量敏感器获得相对稳定的测量，平移靠拢段可以一步直线转移完成
。
然而对于非合作类接近任务，由于目标航天器无配合义务，追踪航天器在出现相对测量敏感器的数据质量不稳定，甚至出现长时间中断的状态时，无法保证非合作类接近任务的安全可靠
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置，能够保证非合作类接近任务的安全可靠
。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法，包括：在确定追踪航天器相对运动至满足初始状态的平移靠拢段时，确定后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系；所述初始状态包括：相对测量敏感器有效且相对导航收敛；确定从初始点转移至目标终点的最快转移时长，并根据所述最快转移时长和所述关系，确定是否需要在该初始点至所述目标终点转移过程中设计中间停泊点；若需要，则根据约束条件确定从该初始点向所述目标终点转移过程中的中间停泊点，所述中间停泊点将转移过程划分成至少两个转移段，并确定每一个转移段的规划运动轨迹；所述约束条件包括：两个航天器在中间停泊点处于绝对安全距离，且，中间停泊点的横向误差满足在所述相对测量敏感器的视场范围内对目标航天器可见；控制追踪航天器按照当前转移段的规划运动轨迹运动至中间停泊点并在该中间停泊点保持相对距离，以等待相对测量敏感器有效且相对导航重新收敛，并在相对导航重新收敛后按照下一个转移段的规划运动轨迹向下一个停泊点转移
。
[0006]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于中间停泊点的非合作类接近控制装置，包括：关系确定单元，用于在确定追踪航天器相对运动至满足初始状态的平移靠拢段时，确定后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系；所述初始状态包括：相对测量敏感器有效且相对导航收敛；中间停泊点设计单元，用于确定从初始点转移至目标终点的最快转移时长，并根
据所述最快转移时长和所述关系，确定是否需要在该初始点至所述目标终点转移过程中设计中间停泊点；若需要，则根据约束条件确定从该初始点向所述目标终点转移过程中的中间停泊点，所述中间停泊点将转移过程划分成至少两个转移段，并确定每一个转移段的规划运动轨迹；所述约束条件包括：两个航天器在中间停泊点处于绝对安全距离，且，中间停泊点的横向误差满足在所述相对测量敏感器的视场范围内对目标航天器可见；控制单元，用于控制追踪航天器按照当前转移段的规划运动轨迹运动至中间停泊点并在该中间停泊点保持相对距离，以等待相对测量敏感器有效且相对导航重新收敛，并在相对导航重新收敛后按照下一个转移段的规划运动轨迹向下一个停泊点转移
。
[0007]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法
。
[0008]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法
。
[0009]本专利技术实施例提供了一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置，针对非合作类接近任务中相对测量敏感器难以保证连续稳定有效测量的情况下，通过确定仅仅以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系，以在初始点至目标终点的转移过程中设计中间停泊点，使得中间停泊点能够保证两个航天器的安全性，同时又能够保证相对测量敏感器的视场可见性，进一步控制追踪航天器在中间停泊点等待相对测量敏感器有效且相对导航重新收敛，以进行后续追踪
。
可见，本方案，能够在相对测量敏感器无法稳定有效测量的情况下，保证非合作类接近任务的安全可靠
。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0011]图1是本专利技术一实施例提供的一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法流程图；图
2~4
是本专利技术一实施例提供的三轴方向误差的关系曲线；图5是本专利技术一实施例提供的转移过程航天器的相对距离变化曲线；图6是本专利技术一实施例提供的转移过程航天器的相对速度变化曲线；图
7~9
是本专利技术一实施例提供的采用两步转移方法遍历仿真的相对位置惯性导航递推误差的变化曲线；图
10
是本专利技术一实施例提供的一种电子设备的硬件架构图；图
11
是本专利技术一实施例提供的一种基于中间停泊点的非合作类接近控制装置结构图
。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0013]请参考图1，本专利技术实施例提供了一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法，该方法包括：步骤
100
，在确定追踪航天器相对运动至满足初始状态的平移靠拢段时，确定后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系；所述初始状态包括：相对测量敏感器有效且相对导航收敛；步骤
102
，确定从初始点转移至目标终点的最快转移时长，并根据所述最快转移时长和所述关系，确定是否需要在该初始点至所述目标终点转移过程中设计中间停泊点；若需要，则根据约束条件确定从该初始点向所述目标终点转移过程中的中间停泊点，所述中间停泊点将转移过程划分成至少两个转移段，并确定每一个转移段的规划运动轨迹；所述约束条件包括：两个航天器在中间停泊点处于绝对安全距离，且，中间停泊点的横向误差满足在所述相对测量敏感器的视场范围内对目标航天器可见；步骤
104
，控制追踪航天器按照当前转移段的规划运动轨迹运动至中间停泊点并在该中间停泊点保持相对距离，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于中间停泊点的非合作类接近控制方法，其特征在于，包括：在确定追踪航天器相对运动至满足初始状态的平移靠拢段时，确定后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系；所述初始状态包括：相对测量敏感器有效且相对导航收敛；确定从初始点转移至目标终点的最快转移时长，并根据所述最快转移时长和所述关系，确定是否需要在该初始点至所述目标终点转移过程中设计中间停泊点；若需要，则根据约束条件确定从该初始点向所述目标终点转移过程中的中间停泊点，所述中间停泊点将转移过程划分成至少两个转移段，并确定每一个转移段的规划运动轨迹；所述约束条件包括：两个航天器在中间停泊点处于绝对安全距离，且，中间停泊点的横向误差满足在所述相对测量敏感器的视场范围内对目标航天器可见；控制追踪航天器按照当前转移段的规划运动轨迹运动至中间停泊点并在该中间停泊点保持相对距离，以等待相对测量敏感器有效且相对导航重新收敛，并在相对导航重新收敛后按照下一个转移段的规划运动轨迹向下一个停泊点转移
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系，包括：确定惯性测量敏感器多个项目的加速度计误差；每一个项目对应有其最大误差值，且每一个项目包括至少一个参数；利用极偏打靶方式遍历所述加速度计误差，以利用每一个遍历结果确定后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系；所述极偏打靶方式为：在每一个项目中随机选择一个参数，并将每一个项目所对应的最大误差值作为针对相应项目随机选择的参数的误差添加值；根据每一个遍历结果得到的所述关系，确定惯性导航递推误差的最大包络，将最大包络对应的惯性导航递推误差与递推时间的关系，确定为后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惯性导航递推误差包括相对导航坐标系下
X
轴向误差
、Y
轴向误差和
Z
轴向误差；将
X
轴向误差的最大包络对应的
X
轴向误差与递推时间的关系
、Y
轴向误差的最大包络对应的
Y
轴向误差与递推时间的关系
、Z
轴向误差的最大包络对应的
Z
轴向误差与递推时间的关系，确定为后续以惯性测量敏感器的导航结果进行递推时惯性导航递推误差与递推时间的关系
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据约束条件确定从该初始点向所述目标终点转移过程中的中间停泊点，包括：
S1
：按照预设距离间隔从所述目标终点向初始点方向逐个进行遍历；
S2
：针对遍历到的预测停泊点，计算从该初始点转移至该预测停泊点的最快预测转移时长，根据所述最快预测转移时长和所述关系，确定从所述初始点转移至该预测停泊点时惯性导航的预测目标误差；确定该预测目标误差是否满足所述约束条件，若满...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海博，龚宇莲，何英姿，常亚菲，李毛毛，韩冬，蔺玥，任焜，李川，张一，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：