南京航空航天大学;北京控制工程研究所甄想获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学;北京控制工程研究所申请的专利一种面向火星采样返回的环火轨道无源测角初始定轨方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119714307B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510240827.8,技术领域涉及:G01C21/24;该发明授权一种面向火星采样返回的环火轨道无源测角初始定轨方法是由甄想;马艳红;龚柏春;李克行;邓豪设计研发完成,并于2025-03-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向火星采样返回的环火轨道无源测角初始定轨方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向火星采样返回的环火轨道无源测角初始定轨方法,建立绝对动力学模型,获取航天器的绝对运动状态并推导相对运动状态X;利用传感器测量量H和X构建数据集;接着设计网络架构,输入数据I为追踪器在火星赤道惯性坐标系的位置和速度坐标以及由H转换的角度信息,输出数据为X;最后根据环火观测条件调整观测间隔dt和次数k,以有限的观测数据训练物理信息神经网络,定义包括损失函数FY和物理规律惩罚项FD的总损失函数F,通过F梯度下降法最小化损失函数来优化权重系数和偏置。本发明离线训练神经网络,构建从目标的视线角测量序列到目标轨道的网络映射模型,并固化在返回器上在线使用,实现采样器短弧无源测量快速定轨。
本发明授权一种面向火星采样返回的环火轨道无源测角初始定轨方法在权利要求书中公布了:1.一种面向火星采样返回的环火轨道无源测角初始定轨方法,其特征在于,包括: 步骤1,建立考虑火星非球形摄动及太阳引力摄动影响下的绝对动力学模型,通过轨道积分获取航天器的绝对运动状态并推导出相对运动状态X; 步骤2,利用轨道系下传感器测量的测量量H和所述相对运动状态X构建物理信息神经网络的数据集; 步骤3,设计物理信息神经网络架构,其中输入数据I为追踪器在火星赤道惯性坐标系的位置和速度坐标以及由测量量转换而来的角度信息,输出数据为相对运动状态X; 步骤4,根据环火观测条件调整观测间隔dt和次数k,以有限的观测数据训练物理信息神经网络,定义包括损失函数FY和物理规律惩罚项FD的总损失函数F,F=FY+λFD,λ为权重参数,FD表示为: 式中,是目标航天器已知加速度,aN与aB是非球形摄动与太阳引力摄动,为火星引力项,μM为火星引力常数; 通过总损失函数F梯度下降法最小化损失函数来优化权重系数和偏置,从而获得最优参数配置。
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