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龙图腾网恭喜北京航空航天大学申请的专利一种基于宇宙粒子探测的航天器自主天文导航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：CN116222585B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25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：202310208945.1，技术领域涉及：G01C21/24；该发明授权一种基于宇宙粒子探测的航天器自主天文导航方法是由马辛;郭煜琪设计研发完成，并于2023-03-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于宇宙粒子探测的航天器自主天文导航方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于宇宙粒子探测的航天器天文导航方法。首先建立基于宇宙粒子探测的航天器天文导航系统的状态模型和量测模型，并利用宇宙粒子探测器获得宇宙粒子相对于宇宙粒子探测器的到达矢量作为天文导航系统的量测量；建立天文导航系统状态模型，并将三个宇宙粒子源发出的宇宙粒子的到达矢量联立作为天文导航系统的量测模型，采用Unscented卡尔曼滤波方法，估计航天器的位置、速度。本发明针对深空探测器高精度自主导航的任务需求，研究基于宇宙粒子探测的航天器天文导航方法，为即将开展的天问二号火星探测、木星系探测、以及太阳系边际探测等任务提供理论和技术支持。

本发明授权一种基于宇宙粒子探测的航天器自主天文导航方法在权利要求书中公布了：1.一种基于宇宙粒子探测的航天器天文导航方法，其特征在于：建立基于宇宙粒子探测的航天器天文导航系统的状态模型和量测模型，并利用宇宙粒子探测器获得宇宙粒子的到达矢量作为天文导航系统的量测量；考虑多种摄动因素，建立天文导航系统状态模型，并将三个宇宙粒子源发出宇宙粒子的到达矢量联立作为天文导航系统的量测模型，采用无迹卡尔曼滤波方法，估计航天器的位置、速度；具体包括以下步骤：步骤1、建立天文导航系统状态模型： 1 2其简写为： 3式中，为状态模型的状态向量，为的微分，x，y，z，分别为航天器在地球质心为中心的赤道惯性坐标系中三轴的位置和速度；为地球半径；为第二区域系数，其值为0.0010826269；，，为三轴的摄动项，包括地球非球形引力摄动、第三体摄动、大气阻力摄动、太阳光压摄动和其他摄动；是状态模型的系统非线性连续状态转移函数；是地心引力常数；是卫星位置参数矢量；为天文导航系统状态模型误差；步骤2、建立天文导航系统量测模型：选取三个宇宙粒子源位置点，分别为地球上的两个宇宙粒子源和太阳，测量探测到的宇宙粒子到达矢量，记为、、，结合已知的地球上的两个宇宙粒子源的位置坐标和观测得到的太阳相对地球的位置坐标，、、表示为对应宇宙粒子源的位置坐标减去航天器自身坐标并进行归一化后的结果，表示为： 4 5 6 7 8 9其中，、、分别为三个宇宙粒子源的位置坐标，为航天器的位置坐标，、、分别为三个宇宙粒子源的位置坐标减去航天器自身坐标得到的矢量，、、表示对、、进行取模，、、表示、、归一化后的结果；将、、组成一个九维向量，即为建立的航天器天文导航系统的量测量，添加误差项后，基于宇宙粒子探测的天文导航系统的量测模型写为如下形式： 10其中，为建立的航天器天文导航系统的量测量，为误差项，其中为由第一个宇宙粒子源计算得到的所对应的误差项在x、y、z三轴中的投影，为所对应的误差项在x、y、z三轴中的投影，为所对应的误差项在x、y、z三轴中的投影；其简写为： 11式中，为宇宙粒子探测器检测到宇宙粒子的到达矢量，即航天器天文导航系统的量测量；为某一时刻探测器观测到的宇宙粒子到达矢量，t为航天器运动时的时刻；表示宇宙粒子探测器的定向测量噪声；、、分别为宇宙粒子源位置的坐标，为航天器的位置坐标；为天文导航系统非线性连续量测函数；步骤3、量测量宇宙粒子到达方向矢量的获取：宇宙粒子到达方向矢量由航天器上携带的宇宙粒子探测器测量得到；步骤4、对步骤1和步骤2中的状态模型和量测模型进行离散化；步骤5、对天文导航系统进行无迹卡尔曼滤波，获得在地心赤道惯性坐标系中表示的航天器的位置、速度。

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