空间非合作目标相对导航地面验证系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114166251A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202210063084.8(22)申请日2022.01.20(71)申请人伸瑞科技（北京）有限公司地址100089北京市海淀区北清路68号院24号楼D座3层293申请人哈尔滨工业大学(72)发明人王常虹张大力夏红伟马广程(74)专利代理机构北京智燃律师事务所11864代理人柴琳琳(51)Int.Cl.G01C25/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称空间非合作目标相对导航地面验证系统(57)摘要本发明提供了一种空间非合作目标相对导航地面验证系统，该系统包括：双星模拟器、视觉相对导航装置、动力学仿真机、电控装置和综合监控装置，视觉相对导航装置用于获取双星模拟器的位姿信息进行导航解算，得到导航结果并发送至动力学仿真机；动力学仿真机用于根据接收到的所述导航结果，对所述追踪星和所述目标星进行在轨轨道姿态动力学仿真，确定追踪星的实时动力学数据和目标星的实时动力学数据并发送至电控装置；综合监控装置用于生成控制指令并发送至双星模拟器。该系统能够有效地对非合作目标的相对导航算法进行高精度验证，提高了系统的适用性。CN114166251ACN114166251A权利要求书1/2页1.一种空间非合作目标相对导航地面验证系统，其特征在于，该系统包括：双星模拟器、视觉相对导航装置、动力学仿真机、电控装置和综合监控装置，所述视觉相对导航装置安装在所述双星模拟器上；所述双星模拟器用于响应接收到的控制指令标定位置，以及用于在所述电控装置的驱动下模拟追踪星和目标星的相对运动；所述视觉相对导航装置用于获取所述双星模拟器的位姿信息，进行导航解算，得到导航结果并发送至所述动力学仿真机；所述动力学仿真机用于根据接收到的所述导航结果，对所述追踪星和所述目标星进行在轨轨道姿态动力学仿真，确定所述追踪星的实时动力学数据和所述目标星的实时动力学数据并发送至所述电控装置；所述电控装置用于根据所述追踪星的实时动力学数据和所述目标星的实时动力学数据，驱动所述双星模拟器进行相对运动；所述综合监控装置用于生成控制指令并发送至所述双星模拟器。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括视觉演示装置以及分别与所述双星模拟器、所述视觉相对导航装置、所述动力学仿真机、所述电控装置、所述综合监控装置、所述视觉演示装置建立通信连接的数据传输装置。3.一种用于权利要求1或2所述系统的双星模拟器，其特征在于，所述双星模拟器包括床身主体、追踪星模拟器和目标星模拟器，所述床身主体包括铺设于地面上的运动导轨，所述运动导轨用于为所述双星模拟器提供水平方向移动的运动平台。4.根据权利要求3所述的双星模拟器，其特征在于，所述追踪星模拟器和所述目标星模拟器均为六自由度运动模拟器，所述追踪星模拟器用于模拟所述追踪星的三维平动和三维转动，所述目标星模拟器用于模拟所述目标星的三维平动和三维转动。5.根据权利要求4所述的双星模拟器，其特征在于，所述追踪星模拟器包括第一横梁和安装在所述第一横梁上的第一竖梁，所述目标星模拟器包括第二横梁和安装在所述第二横梁上的第二竖梁；所述第一横梁和所述第二横梁可沿所述运动导轨进行水平方向的运动；所述第一竖梁可沿所述第一横梁进行垂直方向的运动，所述第二竖梁可沿所述第二横梁进行垂直方向的运动。6.根据权利要求5所述的双星模拟器，其特征在于，所述追踪星模拟器还包括安装在所述第一竖梁上的第一转台，所述目标星模拟器还包括安装在所述第二竖梁上的第二转台；所述第一转台用于模拟所述追踪星进行六个自由度转动，所述第二转台用于模拟所述目标星进行六个自由度转动。7.一种用于权利要求1或2所述系统的视觉相对导航装置，其特征在于，所述视觉相对导航装置采用待验证的相对导航算法进行导航解算。8.根据权利要求7所述的视觉相对导航装置，其特征在于，所述视觉相对导航装置包括光学相机模块、同步触发电路模块和导航计算模块，所述同步触发电路模块分别与所述光学相机模块、所述导航计算模块电连接；所述同步触发电路模块用于周期性发送触发指令至所述光学相机模块，获取图像序列并生成所述双星模拟器的位姿信息，并发送所述位姿信息至导航计算模块；所述光学相机模块用于响应于所述触发指令，采集图像序列并发送至所述同步触发电路模块；所述导航计算模块用于根据所述位姿信息对所述光学相机模块的内外参数进行标定，采用待验证的2CN114166251A权利要求书2/2页相对导航算法进行导航解算，得到导航结果并发送至所述动力学仿真机。9.一种用于权利要求1或2所述的系统的视觉演示装置，其特征在于，所述视觉演示装置用于模拟所述双星模拟器的实时工况，采用虚拟现实算法搭建地面虚