航天器交会对接相对导航与控制技术分析-analysis of relative navigation and control technology of spacecraft rendezvous and docking.docx

南京航空航天大学硕士学位论文表清单表 3.1单目视觉法仿真条件设置.............................................................................................. 28表 3.2双目视觉算法仿真条件设置.......................................................................................... 31表 4.1相对位置与相对速度估计仿真参数设置...................................................................... 40表 4.2姿态与姿态角速度估计仿真参数设置.......................................................................... 44表 5.1相对位置控制的仿真参数设置...................................................................................... 68表 5.2航天器姿态控制的仿真条件设置.................................................................................. 70VII航天器交会对接相对导航与控制技术研究注释表A, A(t )状态矩阵P (t )滤波误差协方差阵ax , ay , azB (t ), Γ (t )控制机动加速度三轴分量PRiccati 方程解 输入矩阵Q, R加权阵B1 , B2C1 , H (t )输入矩阵 观测矩阵Q (t ), R (t )rvt噪声协方差阵 目标航天器地心矢径D11 , D12输入到输出的传递矩阵rvcrv追踪航天器地心矢径d镜头中心到航天器质心距离TC航天器间相对位置dijvv光点 i 与 j 之间距离Twz传递函数阵dt , dc航天器摄动加速度Tm时间系数f相机焦距U控制输入f ( X(k ) )迭代目标函数Uon ,Uoff继电器的开、关阀值G, H矩阵不等式的解Um继电器的脉冲符值J[ X(k ) ]雅可比矩阵(ui , vi )像点坐标J指标函数w (t ),Wk系统噪声J x , J y , J z航天器绕惯性轴的转动惯量v (t ),Vk +1测量噪声K状态反馈阵X? (t )滤波估值KmK (t )增益系数 滤波增益矩阵X, X (t )Y, Z (t )状态变量 观测量ki比例系数Z评价输出vM c , Mt三元组ρ航天器间相对位置矢量M x , M y , M zOc X cYc Zc控制力矩三轴分量μ地球引力常数追踪航天器本体坐标系γ干扰抑制度vOe X eYe ZeOp X pYp Z p地心惯性系ωc相机坐标系ωv目标航天器角速度追踪航天器角速度Ot XtYt Zt目标航天器本体坐标系ω1 ,ω2 ,ω3追踪航天器角速度分量ouv像平面坐标系oxyzHill 坐标系?,θ ,ψ相对偏航、俯仰和滚转角?c ,θc ,ψ c追踪航天器姿态角承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名： 日期： 南京航空航天大学硕士学位论文第一章 绪论1.1课题背景20 世纪人类最伟大的创举之一就是开拓了大气层外的空间领域，极大地扩展了人类的活动 范围，随着空间科学技术的发展，越来越多的国家认识到空间资源对国家科技、经济和安全的 重要意义，世界各航天大国对太空的争夺也日趋激烈。二十世纪五、六十年代，美、苏进行的 太空竞赛拉开了第一次航天技术热的序幕，1966 年 3 月 16 日美国双子星座-8 飞船与阿金纳号 火箭实现了世界上首次在宇航员参与下的空间手控交会和对接[1]。经过四十多年的发展，交会 对接技术已经从探索、研究、试验阶段逐步走向成熟和应用阶段，并且在深空探测、空间运输、 空间飞行器的自主维护和军事上的空间攻防等方面有着广泛的应用前景。民用和军用方面的强 劲需求都在促进着该项技术的不断前进。交会对接是空间交会与空间对接的总称，是两个航天器之间的在轨运动行为。所谓交会是 指两个或两个以上