基于单星测量的星光惯性组合导航

摘要：

为减小杂光影响,全天时星光定向仪一般采用小视场,同一时刻只能观测一颗恒星无法输出姿态信息.本文提出一种基于单星测量的星光惯性组合导航系统,首先根据惯导输出的姿态和位置信息,控制转台和星光定向仪摆镜保证星光定向仪对目标导航星的观测,之后根据惯导的误差模型建立系统状态方程,根据星光定向仪测量的导航星方向矢量建立测量方程,利用卡尔曼滤波算法修正惯导输出的姿态位置信息.该方法引入星光定向仪与惯导安装误差作为系统状态量,在修正导航信息的同时对星光定向仪与惯导之间的安装误差进行估计,因此无需在实验室进行标定.通过仿真分析了不同安装姿态误差及不同惯导和星光定向仪误差对组合导航系统导航精度的影响.结果显示采用该方法导航1 h,位置精度优于90m,姿态精度优于8",相比利用实验室标定的安装姿态进行导航,该方法的精度更高.最后进行了静态导航实验,结果显示组合导航的位置误差为102.90 m,相比直接采用实验室标定的安装姿态进行解算结果提高近45.39％,验证了该算法的有效性.

关键词：星光惯性组合导航、安装误差估计、误差分析、卡尔曼滤波

所属期刊栏目：29

分类号：V448.2(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金资助项目No.11903004.No.51905034

在线出版日期：2021-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：503-512