基于陀螺和太阳敏感器的月球车定向方法

2012年03月14日10:49:22 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

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居鹤华，封红鹏，王贵财，侯友轩
北京工业大学自主技术与智能控制中心，北京

摘　　　要：针对月球探测车采用惯性导航方法进行定向时，航向角参数误差随时间不断累积的缺点，提出了一种天文导航定时修正的月球车自主定向方法。该天文方法首先建立当地地平坐标系，然后通过太阳敏感器观测太阳矢量并由星历计算来推算太阳的方位从而得到月球车的航向信息。仿真实验分析比较了月球车有无误差修正时航向信息的差别。较后通过中国天文年历和月球样车室外实验综合证明了该方法的可行性和有效性。

关　键　词：月球车；星历计算；航向计算；大视场太阳敏感器

１　引　言
随着太空活动的日益频繁，月球探索显得越来越重要。而月球车是现阶段探索月球唯一有效的工具。目前用于月球车自主导航的技术主要有：惯性导航（包括航位推算）［１］、视觉导航［２］和天文导航［１３］等。惯性导航不受外界干扰、短时间内精度高，主要缺点是误差会随时间累积；视觉导航适合短距离，有标志点导航。月球表面环境复杂，运用视觉导航技术上存在很大困难；天文导航没有误差累积，但容易受目标天体能见度的制约。随着月球车导航技术的发展，任何单一的导航定位技术都无法满足要求。因此本文设计了一种适合于月球车的自主导航方法：惯性导航系统提供水平基准，天文导航系统判断目标天体（本文为太阳）的方位，并通过星历计算确定此时该天体的实际方位，从而获得月球车某时刻的运动航向。

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