基于视线几何约束残差网络的DRO航天器仅测角相对导航
编号:84
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更新:2026-11-08 19:43:47 浏览:5次
口头报告
摘要
针对地月空间远距离逆行轨道(DRO)两个航天器基于短弧仅测角相对导航状态估计中的距离歧义问题,本文提出一种视线几何约束残差网络。该方法以观测航天器连续三个时刻测得的方位角、俯仰角及末时刻自身状态为输入,估计目标航天器在末时刻的相对位置和速度。网络首先给出相对状态初始估计,再利用末时刻的实际测量视线约束位置方向,并通过残差网络修正距离和速度。为评价估计精度,本文在理想地月动力学模型下选取三组DRO基准轨道构型,设置相邻观测间隔为1 h、角度噪声标准差为0.001°,以仿真传播得到的相对状态作为真值,与采用三分量条件高斯混合先验的最大后验估计方法进行比较。在另行生成的450条测试轨迹上,网络与对比方法的相对位置误差均值分别为6.08%和23.50%,轨迹位置均方根误差均值分别为7.810 km和25.506 km。两种方法的轨迹速度均方根误差均值均约为0.13 m/s,尚未显示明确的速度精度差异。原测试集上的结构对比进一步表明,视线解码与残差修正均有助于降低位置误差;在相同训练预算下,保留观测航天器绝对状态输入可使位置与速度误差均明显降低。该网络在所测试场景中具有较低的位置估计误差;其适用范围仍需在统一输入处理条件、改变观测场景和采用更真实动力学模型后进一步验证。
关键词
远距离逆行轨道;仅测角导航;相对状态估计;视线几何约束;残差网络;最大后验估计
稿件作者
陈冠华
中国科学院空间应用工程与技术中心
毛新愿
中国科学院空间应用工程与技术中心
舒磊正
中国科学院空间应用工程与技术中心
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