›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (5): 22-28.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2013.05.004

• 研究探讨 • 上一篇    下一篇

基于改进动静态滤波的脉冲星/CNS深空探测组合导航方法

王奕迪1,郑伟1,2,安雪滢1,孙守明3   

  1. (1国防科学技术大学航天科学与工程学院,长沙410073)(2空间智能控制技术国家级重点实验室,北京100190)(3西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室,西安710043)
  • 收稿日期:2012-10-31 修回日期:2013-01-25 出版日期:2013-10-25 发布日期:2013-10-25
  • 作者简介:王奕迪 1986年生,2011年获国防科学技术大学航空宇航科学与技术专业硕士学位,现为国防科学技术大学航天科学与工程学院博士研究生。研究方向为脉冲星导航方法。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(10973048),航天飞行动力学技术重点实验室开放基金(AFDL2012002)资助项目

Pulsar/CNSIntegratedNavigationMethodBasedonImprovedKinematicandStaticFilterforDeepSpaceExplorer

 WANG  Yi-Di1, ZHENG  Wei1,2, AN  Xue-Ying1, SUN  Shou-Ming3   

  1. (1CollegeofAerospaceScienceandtechnology,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073)(2NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonSpaceIntelligentControl,Beijing100190)(3StateKeyLaboratoryofAstronauticDynamics,Xi′anSatelliteControlCenter,Xi′an710043)
  • Received:2012-10-31 Revised:2013-01-25 Online:2013-10-25 Published:2013-10-25

摘要: 为了提高深空探测器的自主导航系统性能,文章提出一种基于改进动静态滤波的脉冲星/CNS组合导航方法。脉冲星观测数据和星光角距信息通过改进动静态滤波器进行信息融合。其中,动态滤波采用UKF处理采样速率快、测量方程非线性强的星光角距测量量,静态滤波采用EKF处理采样速率慢、测量方程线性特征明显的脉冲星测量量,其运行周期可以是动态滤波的若干倍。利用该改进动静态滤波进行组合导航,可避免联邦滤波器中由于各局部滤波器采用相同的状态方程而导致的融合滤波结果不具备最优性的问题。仿真分析表明,基于所提出的组合导航系统,深空探测器的导航精度可提高至10km以内。

关键词: 脉冲星导航, 组合导航, 自主导航, 信息融合, 深空探测

Abstract: APulsar/CNSintegratednavigationalgorithmbasedontheimprovedkinematicandstaticfilterwasproposedThemeasurementofpulsarandthestellaranglemeasurementwerefusedbytheimprovedkinematicandstaticfilter,inwhichtheUKFwasusedasthekinematicfiltertodealwiththestellaranglemeasurementatafastsamplingvelocityandtheEKFwasusedasthestaticfiltertodealwiththepulsarmeasurementataslowsamplingvelocityTheproposedimprovedkinematicandstaticfiltercanavoidthecorrelationsbetweenthefusiondatasetsofdifferentsensors.Thesimulationresultsshowthattheproposedintegratednavigationsystemcanimprovetheperformanceoftheautonomousnavigationsystemadoptedbydeepspaceexplorer.

Key words: Pulsarbasednavigation, Integratednavigation, AutonomousnavigationDatafusion, Deepspaceexploration