[发明专利]用于深空撞击的自主导航飞行控制系统

说明书

本发明属于深空探测技术领域，旨在解决当前空间探测器自主性差、集成度低、体积和重量过大的问题，具体涉及一种用于深空撞击的自主导航飞行控制系统，包括可分离设置的第一承载装置和第二承载装置，第一承载装置内部设置有彼此通信连接的飞控与信息处理模块、空间导航相机模块、惯性测量模块、能源模块、姿轨控执行模块和无线通信模块；飞控与信息处理模块基于空间导航相机模块采集的图像信息、惯性测量模块检测的惯性敏感信息，可控制姿轨控执行模块完成预设飞行任务；第二承载装置在动力装置的驱动沿自身轴线旋转，第一承载装置可相对于第二承载装置轴心进行旋转分离。通过本发明可实现空间探测飞行器轻量化、小型化、集成化的自主飞行控制。

技术领域

本发明属于深空探测技术领域，具体涉及一种用于深空撞击的自主导航飞行控制系统。

背景技术

深空撞击探测技术具有极强的科学探索性和技术创新性，对于国家在深空领域的发展具有重要的战略意义。对于深空目标进行撞击探测，可以获取目标天体的内部组分、地质构造、辐射特性等信息，为研究生命起源和宇宙演化提供丰富资料，为着陆探测器的安全着陆提供先验保障和支撑。

目前国内尚无成熟用于深空撞击探测的飞行控制系统，传统的深空探测空间飞行器控制系统功能性能单一，不同时具备星敏定姿、光学导引和自主导航功能，需要依靠地面测控站或者环绕器控制来实现导航制导和飞行控制。同时，为了满足深空探测的需求，敏感量测量、姿态控制、轨道控制、无线通讯、供电等功能往往采用分立的电子设备来实现，集成度较低，设备间互联电缆冗杂笨重，系统体积和重量均过于庞大，严重制约了深空撞击探测系统的性能。因此，需要实现一种完全自主导航制导、功能高度集成的灵巧型飞行控制系统。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决当前空间探测飞行器自主性差、集成度低、体积和重量过大的问题，本发明提供了一种用于深空撞击的自主导航飞行控制系统，包括第一承载装置和第二承载装置，所述第一承载装置设置于所述第二承载装置外侧并与所述第二承载装置通过第一分离装置连接；所述第一承载装置内部设置有飞控与信息处理模块、空间导航相机模块、惯性测量模块、能源模块、姿轨控执行模块和无线通信模块，所述空间导航相机模块、所述惯性测量模块、所述能源模块、所述姿轨控执行模块和所述无线通信模块均与所述飞控与信息处理模块通信连接；所述飞控与信息处理模块配置为基于所述空间导航相机模块采集的图像信息、所述惯性测量模块检测的惯性敏感信息，获取系统飞行的时序、姿态和轨道控制指令，并发送至所述姿轨控执行模块；所述姿轨控执行模块配置为基于接收的控制指令进行姿态控制及轨道推进控制，以完成预设飞行任务；所述无线通信模块配置为基于所述飞控与信息处理模块的控制指令发送存储的飞行过程数据和探测信息至环绕器或者地面；所述能源模块配置为提供整个系统工作所需能源。

所述第二承载装置的外侧设置有动力模块，所述第二承载装置在所述动力装置的驱动下可沿自身轴线旋转；所述动力模块与所述飞控与信息处理模块通信连接，所述飞控与信息处理模块基于预设高度启动所述动力装置，同时在所述第二承载装置旋转时启动所述第一分离装置以实现所述第一承载装置相对于所述第二承载装置轴心的旋转分离在一些优选实施例中，所述无线通信模块包括第一数据无线传输模块和第二数据无线传输模块，所述第一数据无线传输模块设置于所述第一承载装置内部，用于存储探测器飞行中检测到的数据；所述第二数据无线传输模块设置于所述第一承载装置外侧，并与所述第一数据无线传输模块通信连接，用于实时备份所述第一数据无线传输模块中存储的数据，同时可进行数据的传输。

在一些优选实施例中，设置于所述第一承载装置内部的所述飞控与信息处理模块、所述空间导航相机模块、所述惯性测量模块、所述能源模块、所述姿轨控执行模块、所述无线通信模块彼此之间独立设置，且每个对应模块外侧均设置有第一缓冲结构以进行缓冲保护和限位固定。