CN116734891A - 交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交会对接导航技术领域，特别涉及一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置。其中，方法应用于主动航天器的导航系统，包括：获取每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；基于安装方位和安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据；将交会成像敏感器的目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果；基于第一判断结果，对交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期第二判断结果，以此来提高空间交会对接导航系统的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及交会对接导航技术领域，特别涉及一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置。
背景技术
平移靠拢段作为交会对接过程中的最后逼近阶段，是交会任务和对接任务的衔接，其飞行过程和控制精度直接决定了交会对接任务的成败，因此尤为重要。
在最后平移靠拢段，一般采用光学成像敏感器作为主要导航敏感器，来获取主动航天器与目标航天器的相对位置和相对姿态的导航信息，完成六自由度控制，实现这两个航天器的交会对接。而由于安全飞行距离、对接走廊、敏感器视场等约束条件的限制，单靠一台交会成像敏感器，无法完成整个最后平移靠拢段的相对测量，因此，通常会在主动航天器上配置多套交会成像敏感器，通过分别识别远、近场合作目标，接替完成最后平移靠拢段的相对测量。
然而，现有技术中，还没有对多套交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法，这可能会影响空间交会对接导航系统的可靠性和安全性。
因此，亟需一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法。
发明内容
为了解决由于没有交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法，而影响空间交会对接导航系统的可靠性和安全性的问题，本发明实施例提供了一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置。
第一方面，本发明实施例提供了一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法，应用于主动航天器的导航系统，所述主动航天器设置有至少两个交会成像敏感器，方法包括：
针对每一个测量周期，均执行：
获取每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；
基于所述安装方位和所述安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据；其中，所述测量数据包括相对位置和相对姿态，所述目标测量数据包括目标相对位置和目标相对姿态；
将所述交会成像敏感器的所述目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果；
基于所述第一判断结果，对所述交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期第二判断结果。
第二方面，本发明实施例还提供了一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置，设置于主动航天器的导航系统，所述主动航天器设置有至少两个交会成像敏感器，装置包括：
获取单元，用于针对每一个测量周期，均执行：获取每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；
转换单元，用于基于所述安装方位和所述安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据；其中，所述测量数据包括相对位置和相对姿态，所述目标测量数据包括目标相对位置和目标相对姿态；
第一判断单元，用于将所述交会成像敏感器的所述目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果；
第二判断单元，用于基于所述第一判断结果，对所述交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期第二判断结果。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
本发明实施例提供了一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置，应用于主动航天器的导航系统，在每一个测量周期，均会首先获取每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置，然后，基于安装方位和安装位置，分别对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据，即目标相对位置和目标相对姿态；那么，在将每一个交会成像敏感器的测量数据转换至主动航天器基准坐标系下之后，可以先将交会成像敏感器的目标相对位置进行两两对比，来得到当前周期的第一判断结果；在得到第一判断结果后，则基于第一判断结果，对交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期的第二判断结果。本方案，能够通过多源数据融合，对每个交会成像敏感器提供的测量数据进行系统级有效性评判，可以提高空间交会对接导航系统的可靠性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图；
图3是本发明一实施例提供的一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面描述以上构思的具体实现方式。
请参考图1，本发明实施例提供了一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法，应用于主动航天器的导航系统，主动航天器设置有至少两个交会成像敏感器，该方法包括：
步骤100，针对每一个测量周期，均执行：获取每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；
步骤102，基于安装方位和安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据；其中，测量数据包括相对位置和相对姿态，目标测量数据包括目标相对位置和目标相对姿态；
步骤104，将交会成像敏感器的目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果；
步骤106，基于第一判断结果，对交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期第二判断结果。
本发明实施例中，主动航天器的导航系统在每一个测量周期，均会首先获取每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；然后，基于安装方位和安装位置，分别对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据，即目标相对位置和目标相对姿态；那么，在将每一个交会成像敏感器的测量数据转换至主动航天器基准坐标系下之后，可以先将交会成像敏感器的目标相对位置进行两两对比，来得到当前周期的第一判断结果；在得到第一判断结果后，则基于第一判断结果，对交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期的第二判断结果。本方案，能够通过多源数据融合，对每个交会成像敏感器提供的测量数据进行系统级有效性评判，可以提高空间交会对接导航系统的可靠性和安全性。
针对步骤100：
由于安全飞行距离、对接走廊、敏感器视场等约束条件的限制，单靠一台交会成像敏感器无法完成整个最后平移靠拢段的相对测量，因此主动航天器通常配置N台交会成像敏感器(N≥2)，且每台交会成像敏感器的安装方位和安装位置是已知的，由于后续步骤102会将各交会成像敏感器的测量数据转换至主动航天器基准坐标系下，因此本步骤中可以获取每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置，且本实施例中安装方位用方向余弦阵Csi表示，安装位置用Psi表示(i＝1～N)，其中，Csi为3乘3的矩阵，Psi为3乘1的矩阵。
针对步骤102：
在一些实施方式中，步骤102可以包括：
针对每一个交会成像敏感器，均执行：
获取当前交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对位置和相对姿态；
基于当前交会成像敏感器的安装方位和安装位置，对相对位置进行坐标系转换，得到当前交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对位置；
基于当前交会成像敏感器的安装方位，对相对姿态进行坐标系转换，得到当前交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态。
在本实施例中，由于需要对每一个交会成像敏感器的目标测量数据进行比较判断，因此需要将每一个交会成像敏感器对位于目标航天器的同一合作目标进行测量得到的相对位置和相对姿态，都转换到同一基准坐标系下，即主动航天器基准坐标系。
具体地，相对位置可以通过如下公式进行坐标系转换：
式中，[Xmeai,Ymeai,Zmeai]为第i个交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对位置，[Xi,Yi,Zi]为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对位置，Psi为第i个交会成像敏感器的安装位置，Csi为第i个交会成像敏感器的安装方位，i为交会成像敏感器的编号；
相对姿态可以通过如下公式进行坐标系转换：
Ci＝Csi T·Cmeai
式中，Csi为第i个交会成像敏感器的安装方位，Ci为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态，Cmeai为第i个交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对姿态。
针对步骤104：
在一些实施方式中，步骤104可以包括如下步骤S1-S3：
步骤S1，将交会成像敏感器的目标相对位置进行两个一组互比，将满足第一相差阈值的每组中的两个交会成像敏感器设为位置数据有效。
举例来说，若主动航天器设置有三个交会成像敏感器，编号分别为1、2和3，那么共分为3组进行互比，分别为：1与2互比，1与3互比，2与3互比。假设，1与2互比满足第一相差阈值要求，则将1与2设为位置数据有效，接着，1与3互比不满足第一相差阈值要求，那么就不进行任何处理，紧接着，2与3互比满足第一相差阈值要求，那么由于2已经设置为位置数据有效，只需将3设为位置数据有效，因此，最后的互比结果是1、2、3均为位置数据有效。
具体地，互比方式为：当时，则将编号为m和n的两个交会成像敏感器设为位置数据有效。式中，Xm和Xn分别为交会成像敏感器m和交会成像敏感器n的X轴数值，Ym和Yn分别为交会成像敏感器m和交会成像敏感器n的Y轴数值，Zm和Zn分别为交会成像敏感器m和交会成像敏感器n的Z轴数值，Poserr1为第一相差阈值。
步骤S2，若至少一组有效，则将每个交会成像敏感器的位置数据有效性结果作为当前测量周期的第一判断结果。
若步骤S1两两互比之后，至少一组有效，那么就可以直接将步骤S1的每个交会成像敏感器的位置数据有效性结果作为当前测量周期的第一判断结果。举例来说，若只有1与2互比满足第一相差阈值要求，那么第一判断结果为1与2的位置数据有效，3的位置数据无效。
需要说明的是，第一相差阈值根据交会成像敏感器的平均位置测量精度来定，本实施例中，第一相差阈值是通过如下公式计算的：
Poserr1＝k·W
式中，Poserr1为第一相差阈值，k为放大倍数，W为交会成像敏感器的平均位置测量精度。
步骤S3，若没有一组有效，则将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期的目标相对位置进行对比，来确定当前测量周期的第一判断结果。
在本实施例中，若步骤S1后没有一组有效，那么就需要结合每一个交会成像敏感器在历史测量周期的目标相对位置来进行判断，看是否符合数据的变化规律，判断每一个交会成像敏感器测量的目标相对位置是否是连续有效的，有没有出现跳数的情况。因此，针对每一个交会成像敏感器，均需用当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期的目标相对位置进行对比，若判断当前交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期为连续数据，那么就可以认为当前交会成像敏感器的位置数据有效。因此，本实施例可以提高对每个交会成像敏感器的位置测量数据有效性的判断准确性。
在一些实施方式中，S3中的步骤“将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期的目标相对位置进行对比，来确定当前测量周期的第一判断结果”，可以包括：
将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与上一测量周期的目标相对位置进行对比，将满足第二相差阈值的交会成像敏感器设为位置数据有效，得到当前测量周期的第一判断结果；其中，第二相差阈值小于第一相差阈值。
举例来说，若主动航天器设置有三个交会成像敏感器，编号分别为1、2和3，分别对每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与上一测量周期的目标相对位置进行对比。假设，交会成像敏感器1的当前测量周期的目标相对位置与上一测量周期的目标相对位置的差值小于第二相差阈值，则将交会成像敏感器1设为位置数据有效，而交会成像敏感器2和交会成像敏感器3的对比结果，均不满足第二相差阈值要求，那么认为交会成像敏感器跳数了，将交会成像敏感器2和交会成像敏感器3设为位置数据无效。
具体地，对比方式为：当时，则将编号为i的交会成像敏感器设为位置数据有效。式中，Xi和Xilast分别为交会成像敏感器i在当前测量周期和上一测量周期的X轴数值，Yi和Yilast分别为交会成像敏感器i在当前测量周期和上一测量周期的Y轴数值，Zi和Zilast分别为交会成像敏感器i在当前测量周期和上一测量周期的Z轴数值，Poserr2为第二相差阈值。
需要说明的是，第二相差阈值根据交会成像敏感器的平均位置测量精度来定，由于平移靠拢段的主动航天器的飞行速度较慢，且实际的测量周期间隔较小，因此同一交会成像敏感器在相邻两个测量周期下的目标相对位置相差并不大，故而本实施例中，第二相差阈值小于第一相差阈值。
针对步骤106：
在一些实施方式中，步骤106可以包括：
将第一判断结果中位置数据无效的交会成像敏感器设为姿态数据无效；
针对第一判断结果中位置数据有效的每一个交会成像敏感器，均执行：
获取当前测量周期的绝对姿态；
基于当前交会成像敏感器的目标相对姿态和绝对姿态，确定当前交会成像敏感器的相对姿态测量误差；
基于相对姿态测量误差，确定每个姿态角；
当每个姿态角均小于角度阈值时，将当前交会成像敏感器设为姿态数据有效；否则，设为姿态数据无效；
直至得到每一个交会成像敏感器的姿态数据有效性结果，得到当前测量周期的第二判断结果。
在本实施例中，由于交会成像敏感器的相对位置测量数据的可信度更高，受到的干扰更小，因此若步骤104已判断某台交会成像敏感器的相对位置测量数据无效，那么相对姿态测量数据也必然无效。
针对第一判断结果中相对位置测量数据有效的每一个交会成像敏感器，则进行如下处理：
获取由星敏感器或地球敏感器测量的在当前测量周期下的绝对姿态Csys；
计算当前交会成像敏感的相对姿态测量误差：
δCi＝Csys -1·Ci
式中，Ci为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态，Csys为绝对姿态，δCi为相对姿态测量误差。
基于相对姿态测量误差，确定每个姿态角：
假设那么/>
式中，c11,c12,c13,c21,c22,c23,c31,c32,c33为当前交会成像敏感的相对姿态测量误差矩阵的每个元素，δCi为相对姿态测量误差，att1,att2,att3为相对姿态测量误差对应的三个姿态角。
若|att1|<Atterr且|att2|<Atterr且|att3|<Atterr时，则当前交会成像敏感的姿态数据有效，否则置姿态数据无效，那么最后可以得到每一个交会成像敏感器的姿态数据有效性结果，即为当前测量周期的第二判断结果。
需要说明的是，Atterr为角度阈值，角度阈值根据交会成像敏感器的平均角度测量精度来定。
如图2、图3所示，本发明实施例提供了一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图2所示，为本发明实施例提供的一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置所在计算设备的一种硬件架构图，除了图2所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的计算设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图3所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在计算设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置，设置于主动航天器的导航系统，主动航天器设置有至少两个交会成像敏感器，装置包括：
获取单元301，用于针对每一个测量周期，均执行：获取每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；
转换单元302，用于基于安装方位和安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据；其中，测量数据包括相对位置和相对姿态，目标测量数据包括目标相对位置和目标相对姿态；
第一判断单元303，用于将交会成像敏感器的目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果；
第二判断单元304，用于基于第一判断结果，对交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期第二判断结果。
本发明一个实施例中，转换单元302用于执行：
针对每一个交会成像敏感器，均执行：
获取当前交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对位置和相对姿态；
基于当前交会成像敏感器的安装方位和安装位置，对相对位置进行坐标系转换，得到当前交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对位置；
基于当前交会成像敏感器的安装方位，对相对姿态进行坐标系转换，得到当前交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态。
本发明一个实施例中，转换单元302中相对位置是通过如下公式进行坐标系转换的：
式中，[Xmeai,Ymeai,Zmeai]为第i个交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对位置，[Xi,Yi,Zi]为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对位置，Psi为第i个交会成像敏感器的安装位置，Csi为第i个交会成像敏感器的安装方位，i为交会成像敏感器的编号；
相对姿态是通过如下公式进行坐标系转换的：
式中，Csi为第i个交会成像敏感器的安装方位，Ci为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态，Cmeai为第i个交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对姿态。
本发明一个实施例中，第一判断单元303是用于执行：
将交会成像敏感器的目标相对位置进行两个一组互比，将满足第一相差阈值的每组中的两个交会成像敏感器设为位置数据有效；
若至少一组有效，则将每个交会成像敏感器的位置数据有效性结果作为当前测量周期的第一判断结果；
若没有一组有效，则将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期的目标相对位置进行对比，来确定当前测量周期的第一判断结果。
本发明一个实施例中，第一判断单元303在执行将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期的目标相对位置进行对比，来确定当前测量周期的第一判断结果时，用于：
将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与上一测量周期的目标相对位置进行对比，将满足第二相差阈值的交会成像敏感器设为位置数据有效，得到当前测量周期的第一判断结果；其中，第二相差阈值小于第一相差阈值。
本发明一个实施例中，第二判断单元304用于执行：
将第一判断结果中位置数据无效的交会成像敏感器设为姿态数据无效；
针对第一判断结果中位置数据有效的每一个交会成像敏感器，均执行：
获取当前测量周期的绝对姿态；
基于当前交会成像敏感器的目标相对姿态和绝对姿态，确定当前交会成像敏感器的相对姿态测量误差；
基于相对姿态测量误差，确定每个姿态角；
当每个姿态角均小于角度阈值时，将当前交会成像敏感器设为姿态数据有效；否则，设为姿态数据无效；
直至得到每一个交会成像敏感器的姿态数据有效性结果，得到当前测量周期的第二判断结果。
本发明一个实施例中，第二判断单元304中相对姿态测量误差是通过如下公式进行计算的：
δCi＝Csys -1·Ci
式中，Ci为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态，Csys为绝对姿态，δCi为相对姿态测量误差。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法。
具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法，其特征在于，应用于主动航天器的导航系统，所述主动航天器设置有至少两个交会成像敏感器，包括：
针对每一个测量周期，均执行：
获取每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；
基于所述安装方位和所述安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据；其中，所述测量数据包括相对位置和相对姿态，所述目标测量数据包括目标相对位置和目标相对姿态；
将所述交会成像敏感器的所述目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果；
基于所述第一判断结果，对所述交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期第二判断结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述安装方位和所述安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据，包括：
针对每一个所述交会成像敏感器，均执行：
获取当前交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对位置和相对姿态；
基于当前交会成像敏感器的安装方位和安装位置，对所述相对位置进行坐标系转换，得到当前交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对位置；
基于当前交会成像敏感器的安装方位，对所述相对姿态进行坐标系转换，得到当前交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相对位置是通过如下公式进行坐标系转换的：
式中，[Xmeai,Ymeai,Zmeai]为第i个交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对位置，[Xi,Yi,Zi]为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对位置，Psi为第i个交会成像敏感器的安装位置，Csi为第i个交会成像敏感器的安装方位，i为交会成像敏感器的编号；
所述相对姿态是通过如下公式进行坐标系转换的：
式中，Csi为第i个交会成像敏感器的安装方位，Ci为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态，Cmeai为第i个交会成像敏感器在当前测量周期测量合作目标得到的相对姿态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述交会成像敏感器的所述目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果，包括：
将所述交会成像敏感器的所述目标相对位置进行两个一组互比，将满足第一相差阈值的每组中的两个交会成像敏感器设为位置数据有效；
若至少一组有效，则将每个交会成像敏感器的位置数据有效性结果作为当前测量周期的第一判断结果；
若没有一组有效，则将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期的目标相对位置进行对比，来确定当前测量周期的第一判断结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与历史测量周期的目标相对位置进行对比，来确定当前测量周期的第一判断结果，包括：
将每个交会成像敏感器在当前测量周期的目标相对位置与上一测量周期的目标相对位置进行对比，将满足第二相差阈值的交会成像敏感器设为位置数据有效，得到当前测量周期的第一判断结果；其中，所述第二相差阈值小于所述第一相差阈值。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一判断结果，对所述交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期的第二判断结果，包括：
将所述第一判断结果中位置数据无效的交会成像敏感器设为姿态数据无效；
针对所述第一判断结果中位置数据有效的每一个交会成像敏感器，均执行：
获取当前测量周期的绝对姿态；
基于当前交会成像敏感器的目标相对姿态和所述绝对姿态，确定当前交会成像敏感器的相对姿态测量误差；
基于所述相对姿态测量误差，确定每个姿态角；
当每个姿态角均小于角度阈值时，将当前交会成像敏感器设为姿态数据有效；否则，设为姿态数据无效；
直至得到每一个交会成像敏感器的姿态数据有效性结果，得到当前测量周期的第二判断结果。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述相对姿态测量误差是通过如下公式进行计算的：
δCi＝Csys -1·Ci
式中，Ci为第i个交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标相对姿态，Csys为绝对姿态，δCi为相对姿态测量误差。
8.一种交会成像敏感器测量数据的有效性判断装置，其特征在于，设置于主动航天器的导航系统，所述主动航天器设置有至少两个交会成像敏感器，包括：
获取单元，用于针对每一个测量周期，均执行：获取每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的安装方位和安装位置；
转换单元，用于基于所述安装方位和所述安装位置，对每一个交会成像敏感器对同一合作目标在当前测量周期的测量数据进行坐标系转换，得到每一个所述交会成像敏感器在主动航天器基准坐标系下的目标测量数据；其中，所述测量数据包括相对位置和相对姿态，所述目标测量数据包括目标相对位置和目标相对姿态；
第一判断单元，用于将所述交会成像敏感器的所述目标相对位置进行两两对比，得到当前测量周期的第一判断结果；
第二判断单元，用于基于所述第一判断结果，对所述交会成像敏感器的目标相对姿态进行有效性判断，得到当前测量周期第二判断结果。
9.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310759639.7A CN116734891A (zh) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | 交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310759639.7A CN116734891A (zh) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | 交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116734891A true CN116734891A (zh) | 2023-09-12 |
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| CN202310759639.7A Pending CN116734891A (zh) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | 交会成像敏感器测量数据的有效性判断方法和装置 |
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| CN (1) | CN116734891A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117193380A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-08 | 北京控制工程研究所 | 基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置 |
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2023
- 2023-06-26 CN CN202310759639.7A patent/CN116734891A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117193380A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-08 | 北京控制工程研究所 | 基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置 |
| CN117193380B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-02-20 | 北京控制工程研究所 | 基于中间停泊点的非合作类接近控制方法及装置 |
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