用于地月空间态势感知与导航定位的装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于深空探测领域，尤其涉及用于地月空间态势感知与导航定位的装置

【技术实现步骤摘要】
用于地月空间态势感知与导航定位的装置、系统及操作端


本专利技术属于深空探测领域，尤其涉及用于地月空间态势感知与导航定位的装置
、
系统及操作端
。

技术介绍

当前月球探测任务导航主要依靠无线电导航手段，对地面测控依赖程度较高
。
近年来各大卫星导航系统经过技术革新，可对近地轨道至地球同步轨道间的卫星提供导航服务，但对于更远的
、
月球附近的导航需求，由于月球附近没有类似北斗
、GPS
等大规模导航星座，导航精度相比近地轨道大幅下降
。
目前有部分学者尝试借助地球导航卫星系统实现月球导航，但该方案的可行性欠佳，文献
[1
‑
3]显示
([1]陈雷
,
黄仰博
,
刘文祥等
.
多全球导航卫星系统联合的探月飞行器轨道定位分析
[J].
国防科技大学学报
,2015,37(03):39
‑
44.[2]王猛
,
刘蕾
,
汤丁诚等
.
月球航天器
GNSS
自主导航可行性分析及设计
[C].
第八届中国卫星导航学术年会论文集
.
中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心
,2017:5.[3]刘也
,
曹建峰
.
一种基于星载
GPS
的月球探测器导航算法
[J].
深空探测学报
,2015,2(04):313
‑
317.DOI:10.15982/j.issn.2095
‑
7777.2015.04.003.)
，使用
GPS、
北斗
、
伽利略和格洛纳斯四大全球卫星导航系统联合主瓣信号和第一旁瓣信号定位时，理论上可见星数量可勉强达到要求，定位精度仅有约
100m
，且几何精度衰减因子可高达
1000
，接收机的接收功率低于
‑
190dBW
，定位稳定性欠佳
。
目前，用于月球车
、
轨道器
、
着陆器
、
上升器等装置的导航定位技术主要基于导航相机
、
陀螺仪等有效载荷及地面测控资源实现，其原理为视觉导航
、
惯性导航及无线电导航，对装置自身的计算能力
、
运载能力有较高要求，对地面测控资源有极大依赖
。
因此，需要实现地月空间不间断态势感知监测及全天候导航定位，为月面基础设施建设和地月空间往返提供安全可靠环境，提高月面科研活动任务可靠性是有必要性的
。

技术实现思路

本专利技术的目的是提供用于地月空间态势感知与导航定位的装置
、
系统及操作端，实现地月空间不间断态势感知监测及全天候导航定位，为月面基础设施建设和地月空间往返提供安全可靠环境，提高月面科研活动任务可靠性
。
本公开的目的可以通过以下技术方案实现：第一方面，提供了用于地月空间态势感知与导航定位的装置，包括多个沿高偏心率椭圆轨道进行运行的卫星，所述卫星包括信号发射端以及信号接收端；相邻所述卫星之间，一所述卫星的信号发射端发射信号至相邻卫星，相邻所述卫星的信号接收端接收传输的信号；靠近月球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向月球发送信号和接收月球输送的信号；靠近地球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向地球发送信
号和接收地球输送的信号
。
在一些公开中，所述高偏心率椭圆轨道的共振比为
(2
‑
4):1。
在一些公开中，所述高偏心率椭圆轨道的共振比为
3:1。
在一些公开中，靠近月球位置的所述卫星至少为4颗
。
在一些公开中，多个所述卫星之间呈等时距分布
。
第二方面，提供了一种用于地月空间态势感知与导航定位的方法，包括以下步骤
:
多个沿高偏心率椭圆轨道进行运行的卫星
,
其中，所述卫星包括信号发射端以及信号接收端；相邻所述卫星之间，一所述卫星的信号发射端发射信号至相邻卫星，相邻所述卫星的信号接收端接收传输的信号；靠近月球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向月球发送信号和接收月球输送的信号；靠近地球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向地球发送信号和接收地球输送的信号
。
在一些公开中，所述高偏心率椭圆轨道的共振比为
(2
‑
4):1。
在一些公开中，所述高偏心率椭圆轨道的共振比为
3:1。
在一些公开中，靠近月球位置的所述卫星至少为4颗
。
在一些公开中，多个所述卫星之间呈等时距分布
。
在一些公开中，包括所述卫星往返所述高偏心率椭圆轨道时，所述高偏心率椭圆轨道对应的近地点变化峰值时，所述卫星处于降轨状态，所述高偏心率椭圆轨道对应的近地点变化谷值时，所述卫星处于升轨状态
。
在一些公开中，通过外旋策略和
/
或内旋策略进行调整卫星姿态，使得相邻卫星保持等时距分布
。
第三方面，提供了一种用于地月空间态势感知与导航定位的系统，设置在卫星上，多个所述卫星沿高偏心率椭圆轨道进行运行，所述系统包括信号发射端以及信号接端；针对于相邻所述卫星之间，所述信号发射端用于发射信号至相邻卫星，所述信号接收端用于接收相邻卫星传输的信号；靠近月球位置的所述卫星，所述信号发射端以及所述信号接收端对应用于向月球发送信号和接收月球输送的信号；靠近地球位置的所述卫星，所述信号发射端以及所述信号接收端对应用于向地球发送信号和接收地球输送的信号
。
第四方面，一种操作端，用于显示如第一方面的卫星发送的信号信息或用于显示如第二方面的信号发射端发送的信号信息；和
/
或，用于发送指令，所述指令用于调控如第一方面
、
第二方面或者第三方面的卫星运行状态
。
本公开的至少有以下一种有益效果：实现地月空间不间断态势感知监测及全天候导航定位，为月面基础设施建设和地月空间往返提供安全可靠环境，提高月面科研活动任务可靠性；涉及卫星发射窗口进行优化设计，使得近地点高度向升轨的方向振动，提高轨道寿命；
通过外旋策略和
/
或内旋策略进行调整卫星姿态，使得卫星入轨后高效快速进入指定相位完成编队构型
。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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，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
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
用于地月空间态势感知与导航定位的装置，包括多个沿高偏心率椭圆轨道进行运行的卫星，其特征在于，所述卫星包括信号发射端以及信号接收端；相邻所述卫星之间，一所述卫星的信号发射端发射信号至相邻卫星，相邻所述卫星的信号接收端接收传输的信号；靠近月球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向月球发送信号和接收月球输送的信号；靠近地球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向地球发送信号和接收地球输送的信号
。2.
根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高偏心率椭圆轨道的共振比为
(1
‑
5):(1
‑
5)。3.
根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高偏心率椭圆轨道的共振比为
3:1。4.
根据权利要求1所述的装置，其特征在于，靠近月球位置的所述卫星至少为4颗
。5.
根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个所述卫星之间呈等时距分布
。6.
一种用于地月空间态势感知与导航定位的方法，其特征在于，包括以下步骤
:
多个沿高偏心率椭圆轨道进行运行的卫星
,
其中，所述卫星包括信号发射端以及信号接收端；相邻所述卫星之间，一所述卫星的信号发射端发射信号至相邻卫星，相邻所述卫星的信号接收端接收传输的信号；靠近月球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向月球发送信号和接收月球输送的信号；靠近地球位置的所述卫星的信号发射端以及信号接收端对应用于向地球发送信号和接收地球输送的信号
。7.
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高偏心率椭圆轨道的共振比为
(1
‑
5):(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴枫，张哲，张天柱，吴凡，孙雷翔，
申请(专利权)人：深空探测实验室天都实验室，
类型：发明
国别省市：