Autonomous Navigation of Mars Probes by Single X-ray Pulsar Measurement and Optical Data of Viewing Martian Moons
Autonomous Navigation of Mars Probes by Single X-ray Pulsar Measurement and Optical Data of Viewing Martian Moons
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通过单 X 射线脉冲星测量和观测火星卫星的光学数据进行火星探测器自主导航
DOI：
10.1017/s0373463316000357
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发表时间：
2016-07
影响因子：
2.4
通讯作者：
Baoyin Hexi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ma Pengbin;Wang Tianshu;Jiang Fanghua;Mu Junshan;Baoyin Hexi
为了实现火星探测器的高精度自主导航，提出了一种利用X射线脉冲星测量和观测火星卫星光学数据的组合导航方法。火星探测器单X射线脉冲星测量由于可观测性差，导航精度较低。另一方面，火星的两颗天然卫星火卫一和火卫二是火星任务重要的光学导航信息源。然而，火星卫星的星历偏差以及火星卫星的重心和亮中心的差异会导致导航精度较低。利用X射线脉冲星测量和观测火星卫星的光学数据进行组合导航的方法可以克服这一缺陷，实现精确导航。比较了两种顺序轨道确定算法：扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 和无迹卡尔曼滤波器 (UKF)。仿真结果表明，该方法在探测器绕火星运行阶段可以获得较高的自主导航精度。
In order to achieve high accuracy of autonomous navigation for Mars probes, an integrated navigation method using X-ray pulsar measurement and optical data of viewing Martian moons is proposed. For single X-ray pulsar measurement on board a Mars probe, navigation accuracy is low due to its poor observability. On the other hand, Phobos and Deimos, two natural moons of Mars, are important optical navigation information sources available for Mars missions. However, the Martian moons ephemeris bias and the differences between barycentre and centre of brightness of Martian moons will result in low navigation accuracy. The method of integrated navigation using X-ray pulsar measurement and optical data of viewing Martian moons can overcome the defect and achieve accurate navigation. Two sequential orbit determination algorithms, Extended Kalman Filter (EKF) and Unscented Kalman Filter (UKF), are compared. The simulation results show this method can obtain high autonomous navigation accuracy during the phase of a probe orbiting Mars.
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DOI：
10.1109/9780470544334.ch9
发表时间：
2001
期刊：
Comput. Electron. Agric.
影响因子：
--
作者：
T. Başar
通讯作者：
T. Başar
DOI：
10.2514/6.2000-3935
发表时间：
2000-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
S. Bhaskaran;J. Riedel;S. Synnott;T. Wang
通讯作者：
S. Bhaskaran;J. Riedel;S. Synnott;T. Wang
影响因子：
--
作者：
F. LeMoine;David E. Smith;D. Rowlands;M. Zuber;G. Neumann;D. Chinn;D. Pavlis
通讯作者：
F. LeMoine;David E. Smith;D. Rowlands;M. Zuber;G. Neumann;D. Chinn;D. Pavlis
DOI：
--
发表时间：
2005-09
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
S. Sheikh
通讯作者：
S. Sheikh
DOI：
10.1049/iet-spr.2014.0027
发表时间：
2015-05
期刊：
IET Signal Process.
影响因子：
--
作者：
Qiang Xiao;Yun-zhang Wu;H. Fu;Yongbo Zhang
通讯作者：
Qiang Xiao;Yun-zhang Wu;H. Fu;Yongbo Zhang