非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法研究

• 作者: 杜荣华 张翔 王宁 汪玲 张兴星
• 来源期刊: 宇航学报
• 关键词: 非合作目标检测 自主交会 视觉跟踪 仅测角相对导航 相对轨道根数
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 制导、导航、控制与电子|GNC and Electronics
• 页码范围: 621-633
• 页数: 13页
• 分类号: V249.32
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2021.05.009

摘要

提出一种针对空间非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法.在摄像机捕获原始图像后,利用推导的主动星高精度姿态来确定摄像机的精确指向,并结合恒星星库进行初步恒星对象剔除操作,随后基于不同对象在图像中的运动轨迹差异进行目标的精确识别.在目标仅视线角可观测的条件下,基于相对轨道根数建立相对运动方程,并利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)构建仅测角相对导航滤波器以推导出主动星和目标之间的相对运动状态.最后通过搭建的半物理仿真平台,对该方法在3种轨道场景中的性能进行了仿真测试,结果显示,当卫星姿态确定的指向精度在优于3"的条件下,该方法的目标检测正确率在96％以上,提出的仅测角相对导航滤波器的相对定轨精度在所测距离范围的1％以内.