交会

交会和近距操作期间自主航天器导航和控制的自适应端到端架构

航天器间会合和近距操作 (RPO) 期间的机载制导、导航和控制 (GNC) 对相关算法提出了独特的挑战。未来的任务将需要更大的机载自主性，同时保持不同距离的在轨安全保障，感兴趣的场景可能涉及多个航天器，这些航天器可能是合作的，也可能是非合作的。本文介绍了一种用于分布式空间系统的新型 GNC 软件有效载荷的构想和开发，该有效载荷可在多个物体之间实现安全、自主的 RPO，并具有最大的灵活性和模块化。导航算法融合了远距离摄像机图像、近距离摄像机图像、差分载波相位全球导航卫星系统数据和卫星间交联数据，以估计整个感兴趣范围内的绝对轨道、相对轨道、目标姿势和辅助状态。控制算法套件提供了最佳机动解决方案，可在远距离实现有效的长期编队维持、近距离实现厘米级会合精度以及快速、稳健的防撞。远、中、近距离的合作和非合作目标原型模拟展示了分布式空间系统的强大 GNC 性能，也是实现航天器灵活自主 RPO 套件完全集成的重要一步。