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皇冠国际导航:结合火星的星历和导航过滤算法

时间:2021/5/15 16:42:18   作者:   来源:   阅读:7   评论:0
内容摘要:中国的第一个火星探测器“天文1号”目前距离地球约3.2亿公里,单向通信延迟超过15分钟。与生活在月球系统“摇篮”中的航天器不同,这一对一的半小时时间阻止了地面为“天文一号”提供实时,细致的帮助。为了走出“摇篮”,进入未知的深空,“天文一号”必须学会独自面对。中国航天科技集团公司第...
中国的第一个火星探测器“天文1号”目前距离地球约3.2亿公里,单向通信延迟超过15分钟。与生活在月球系统“摇篮”中的航天器不同,这一对一的半小时时间阻止了地面为“天文一号”提供实时,细致的帮助。

为了走出“摇篮”,进入未知的深空,“天文一号”必须学会独自面对。中国航天科技集团公司第八研究院火星轨道导航与控制子系统(GNC)开发团队为天文一号配备了明亮的眼睛,灵巧的手臂和聪明的大脑,使天文一号具备了“观察,自我决定并独立执行。

多眼,方向感和锁定位置的保证

如果要去火星,“ Tianwen-1”必须首先知道您要去的地方(探测器的飞行姿态)和位置(探测器的轨道位置),否则您将不得不开个玩笑。 “ Tianwen-1”配备了多个恒星传感器,就像一双明亮的眼睛。恒星传感器始终凝视着深空中的恒星。通过将它们看到的星星的相对姿态与导航器目录中的星星进行比较,可以知道您要驶向何方。但是,外星与探测器之间的距离是无限的,也就是说,无论“天文一号”飞离地球有多远,与这些恒星相比,数亿公里的距离都可以忽略不计。因此,当使用星星准确地计算探测器的飞行姿态时,不可能知道探测器的自身位置。

为了提高探头的自主导航能力,有必要使用另一只眼睛-光学导航传感器和红外导航传感器。这两个导航传感器将火星用作导航“信标”,并使用这些眼睛拍摄火星的图片。 “计算火星几何中心的位置和图像中火星的视半径的大小,结合火星的星历和导航过滤算法,以计算“天文一号”相对于火星的位置和速度。”天文一号”,这样您就知道自己在哪里。

三头六臂,精确计算和可靠决策的秘诀

环绕声设备(GNC单元)的大脑使用三套独立的CPU进行三台机器的同步计算和相互诊断。

“天文一号”飞行姿态的测量和控制,轨道校正,制动捕捉等功能必须考虑到准确性,可靠性和自治性的三重要求。因此,轨道器三机模式同步运行的“大脑”设计了精确的时间调整机制,以确保三个独立的CPU可以实现复杂计算过程的同步计算和结果输出,以及同步交互彼此的数据。具有故障诊断和控制模式的同步转换。

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