基于信息融合的航天器自主组合导航研究

admin · 发表于 2022-9-21 23:42:46

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随着航天技术的发展，自主生存能力成为航天器的一项备受关注的关键技术。航天器自主导航技术是其自主性的一个重要方面，而采用组合导航是提高导航系统性价比的有效途径。自主性强、抗干扰、高精度、高可靠性、低成本的自主组合导航系统是当前航天器发展的重要趋势之一。本文在介绍信息融合理论的基础上，研究了基于联邦滤波技术的自主组合导航方案，论文主要工作如下：首先，针对航天器的特性，推导了基于地心惯性坐标系的SINS系统的位置、速度、姿态误差传播方程，结合陀螺仪、加速度计和GNSS接收机的误差方程，建立了航天器的SINS/GNSS浅组合及深组合导航系统模型，通过UKF仿真验证，给出了在地心惯性坐标系下表示的导航参数。然后，分别以平台误差角、星光角距及星光仰角为量测量，建立了SINS/CNS组合导航模型，通过数值仿真验证了各组合导航方案的可行性，并分析了各方案对导航精度的影响。接着，将三种子导航系统结合起来，设计了基于联邦UKF滤波方法的SINS/GNSS/CNS全组合导航方案，并进行了仿真分析，验证了采用联邦滤波的信息融合技术在组合导航中的优越性。最后，设计了应用于探测器在进入火星大气段的组合导航方案，通过数值仿真验证了该方案。此外，还对深空探测的自主组合导航方法进行了展望。

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