【技术实现步骤摘要】
一种航天器交会对接仿真方法及系统
[0001]本专利技术属于航天器动力学仿真
，尤其涉及一种航天器交会对接仿真方法及系统。
技术介绍
[0002]空间航天器自主交会对接是空间在轨服务任务的重要一环，航天器交会对接时，往往一方的重量较大，一方的重量较小，所以需要弱碰撞，从而防止发生意外，对控制提出了较高的要求，直接进行地面物理试验危险性高，容易发生事故，虽然地面可以通过6自由度气浮台进行全姿态机动控制模拟，但是姿态机动角度有限，不利于验证真实控制工况。因此需要通过模拟仿真，建立相应的动力学模型，从而对交会对接控制技术进行验证后，再进行物理试验，确保交会对接的顺利进行。
[0003]空间合作目标自主交会对接通常通过光学相机与相应的靶标辅助定位，因此需要仿真过程能够模拟相机对图像的采集过程；同时，对接过程中，两航天器会持续发生碰撞，从而影响对接的结果，碰撞检测与碰撞力的模拟是动力学仿真闭环的重要环节。传统的解决方案一般对其中一个环节或者分开进行仿真，并未打通从动力学仿真与控制到可视化渲染显示的仿真环境。
专利...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航天器交会对接仿真方法，其特征在于,所述方法包括如下步骤：步骤S1：建立地月日空间场景模型；步骤S2：建立远场近场相机模型；步骤S3：建立姿轨动力学模型；步骤S4：建立交会对接碰撞动力学模型；步骤S5：根据地月日空间场景模型、远场近场相机模型、姿轨动力学模型和交会对接碰撞动力学模型构建交会对接仿真系统。2.根据权利要求1所述的航天器交会对接仿真方法，其特征在于：在步骤S1中，建立地月日空间场景模型包括如下步骤：步骤S11：根据数学仿真系统时间，将时间转换到基准历元时间起算的儒略时；步骤S12：以步骤S11中儒略时为参数根，以DE404星历表中天体基本数据为参数，根据天体计算模型进行岁差改正、自行改正、章动改正和光行差改正，得到天体在第二赤道坐标系下的赤经和赤纬，将赤经和赤纬经空间转换成相对于地球所在空间直角坐标系中的视位置即天体三维坐标；步骤S13：用步骤S12中天体三维坐标驱动以地球为中心的场景目标运动，采用高清星球表面照片对星球进行贴图渲染处理得到地月日空间场景模型。3.根据权利要求1所述的航天器交会对接仿真方法，其特征在于：在步骤S2中，建立远场近场相机模型包括如下步骤：基于OpenGL虚拟相机来模拟航天器上的远场和近场相机传感器，生成空间交会目标的天基观测图像，从而作为交会对接控制器的输入；利用截锥体来确定虚拟相机的观测视场，并采用平头椎体来模拟真实光学系统中的透视投影，通过坐标转换，将空间目标的三维模型从对象坐标系中转换到窗口坐标系，从而得到了模型的空间位置与图像像素位置之间的映射关系。4.根据权利要求1所述的航天器交会对接仿真方法，其特征在于：在步骤S4中，建立交会对接碰撞动力学模型包括如下步骤：步骤S41：将预设交会对接航天器的对接机构的机械设计三维CAD模型进行简化得到不同粒度的机构表面片元模型；步骤S42：对步骤S41的机构表面片元模型进行碰撞检测，从而得到捕获机构和被捕获机构两个复杂机械结构的碰撞点位置及嵌入深度量；步骤S43：采用建立在弹性理论基础上的赫...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁利，刘昊，汤亮，贾永，牟小刚，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。