近矩形环形轨道上的自主导航与位置保持

本文构建了一种用于近矩形环形轨道（NRHO）的光学导航（OPNAV）与位置保持管线，基于高保真历元动力学模型，采用非迭代的基于视野的 OPNAV算法，对月球进行合成图像处理，随后将结果应用于导航滤波器，并将获取的估计值用于位置保持控制方案，以维持航天器位于参考轨道附近。我们研究了基于微分校正和基于最小化的实现，即所谓的 x 轴方法，并通过融合滤波器状态协方差运用无记忆变换提升了目标预测方案。我们还引入了滞后机制，该机制改善了位置保持成本，揭示了基于微分校正和基于最小化方法之间的性能差异。我们进行蒙特卡罗实验以评估管线的跟踪和 Delta-V 性能。我们报告了若干关键发现，包括：滤波器性能随传感器视场和测量位置的可变性、无记忆变换实现的位置保持成本降低以及滞后机制的引入，以及 OPNAV 基于滤波器的估计精度中周期结构导致机动位置对累计 Delta-V 可变性等现象。