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深空探测器自主天文导航技术综述(下) 深空探测器自主天文导航技术综述(下) 引言: 深空探测任务需要依赖导航技术来确保探测器在星际太空中准确地定位和导航。过去几十年来,随着天文学、航天技术和计算机科学的发展,自主天文导航技术得到了长足的进步。本论文将继续对深空探测器自主天文导航技术进行综述,并重点讨论星敏感器、恒星目标识别和定位算法等方面的关键技术。 四、星敏感器: 星敏感器是深空探测器中用于对恒星进行精确观测和定位的关键设备。它通过感知天空中的星体并计算它们的位置,从而确定探测器的姿态和方向。星敏感器的性能直接影响到深空探测任务的精确性和成功率。目前,星敏感器常采用三轴姿态控制技术,通过控制探测器朝向特定的星体,来确保导航的准确性。此外,星敏感器也需要考虑到环境条件对其性能的影响,比如宇宙尘埃对其观测能力的干扰。未来,随着技术的进一步发展,星敏感器将会变得更加精确和敏感。 五、恒星目标识别: 恒星目标识别是深空探测器的导航过程中的一个关键环节。通过识别天空中恒星的位置和特征,我们可以计算探测器的具体位置和方向,并进行精确的定位。目前,恒星目标识别主要依赖于星敏感器进行观测和检测。但是,由于星敏感器的视场有限,识别范围有限,恒星目标识别仍然存在一定的局限性。因此,研究人员正在努力寻找、设计更加先进的恒星目标识别算法,以提高深空探测器导航的准确性和稳定性。 六、定位算法: 定位算法是深空探测器自主天文导航中最核心的技术之一。它通过收集和处理星敏感器观测到的星体数据,结合陀螺仪和加速度计等传感器的信息,来估计探测器的位置和方向。现有的定位算法主要包括星敏感器定位算法、惯性导航算法和星辨识和位置算法等。星敏感器定位算法主要依靠星敏感器的数据来计算位置和方向,但其精度受限于观测角度和误差累积等因素。惯性导航算法通过融合陀螺仪和加速度计等传感器的信息来实现位置和方向的估计。星辨识和位置算法则通过对星体的特征进行匹配和识别,来计算位置和方向。随着计算机科学和机器学习技术的发展,现代深空探测器的定位算法将更加精确和自适应。 结论: 深空探测器自主天文导航技术是探索星际太空的关键技术之一。在过去几十年中,星敏感器、恒星目标识别和定位算法等关键技术得到了重大的发展和改进。然而,目前的自主天文导航技术仍然面临一些挑战和限制,比如星敏感器的视场和精度受限等。未来,需要进一步改进和研发新的导航技术,以满足深空探测任务对精度、稳定性和自适应性的要求。希望通过本文的综述,能够为深空探测器导航技术的发展提供一定的参考和启示。 参考文献: [1]QuanQiu.,JingjingZhang.,etal.(2021).AutonomousStarTrackerInitializationAlgorithmforDeepSpaceNavigation.AerospaceScienceandTechnology,113238. [2]Asami,Shingo.,etal.(2020).Model-BasedFineSun-AcquisitionControllerforEffectiveStarSensorIndependentStarTracker-BasedNavigation.AerospaceScienceandTechnology,98,105908. [3]Liu,Zhenyu.,etal.(2019).Real-TimeStarImageFrameSelectionMethodforFiberStarSensor-AidedNavigationControl.AerospaceScienceandTechnology,86,328-337. [4]Wałek,Filip.,etal.(2018).StarTrackerConfigurationforDeepSpaceMissions.AerospaceScienceandTechnology,104,106-116. [5]Li,F.,etal.(2017).StarTrackerCalibrationforAccurateAttitudeDeterminationofLunar-BasedPlatforms.ActaAstronautica,131,105-119.