[發明專利]一種基于地球衛星和月球衛星聯合測距的自主導航方法

有效

• 申請號: 201210504473.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102998687A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 熊凱;魏春嶺;何英姿
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于地球衛星和月球衛星聯合測距的自主導航方法，其特征在于步驟如下：

(1)選擇參與導航的一顆地球衛星和一顆月球衛星的位置矢量和速度矢量在地心慣性坐標系的分量作為狀態變量；

(2)在所述地球衛星和月球衛星之間建立星間鏈路，通過無線電測距的方法獲取地球衛星和月球衛星的星間距離觀測量；

(3)利用擴展卡爾曼濾波算法處理步驟(2)中得到的地球衛星和月球衛星的星間距離觀測量，獲得狀態變量的估計值，即地球衛星和月球衛星的位置矢量和速度矢量的估計值，從而實現了地球衛星和月球衛星的自主導航。

2.根據權利要求1所述的一種基于地球衛星和月球衛星聯合測距的自主導航方法，其特征在于：所述步驟(1)中狀態變量為：

x(t_k)＝[(x₀(t_k))^T(x_i(t_k))^T]^T

其中，

x_i(t_k)＝[(r_i(t_k))^T(v_i(t_k))^T]^T

r_i(t_k)＝[r_i，x(t_k)r_i，y(t_k)r_i，z(t_k)]^T

v_i(t_k)＝[v_i，x(t_k)v_i，y(t_k)v_i，z(t_k)]^T

r₀(t_k)和v_o(t_k)表示地球衛星位置矢量和速度矢量，r₁(t_k)和v₁(t_k)表示月球衛星的位置矢量和速度矢量，下標i＝0表示地球衛星，i＝1表示月球衛星，t_k表示時間。

3.根據權利要求1所述的一種基于地球衛星和月球衛星聯合測距的自主導航方法，其特征在于：所述步驟(2)中地球衛星和月球衛星的星間距離觀測量為：

y(t_k)＝h(x(t_k))+v(t_k)

其中，

h(x(t_k))＝||r₁(t_k)-r₀(t_k)||y(t_k)表示地球衛星和月球衛星的星間距離觀測量，符號||·||表示求矢量的范數，v(t_k)表示測量噪聲。

4.根據權利要求1所述的一種基于地球衛星和月球衛星聯合測距的自主導航方法，其特征在于：所述步驟(3)中通過擴展卡爾曼濾波算法處理星間距離觀測量，獲得狀態變量的估計值具體為：

x^(tk|k-1)=x^(tk-1)+f(x^(tk-1))T]]>

x^(tk)=x^(tk|k-1)+K(tk)[y(tk)-h(x^(tk|k-1))]]]>

其中，和分別為t_k時刻狀態變量的估計值和預測值，為t_k-1時刻狀態變量的估計值，T為濾波周期，為已知的狀態轉移函數，K(t_k)為濾波增益陣。