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基于信息融合的大椭圆轨道卫星组合导航方法
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:《宇航学报》
  • 时间:0
  • 分类:V448.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学卫星技术研究所,哈尔滨150001, [2]深圳航天东方红海特卫星有限公司,深圳518057
  • 相关基金:国家自然科学基金(60904051); 国家高技术研究发展计划(2008AA702101); 微小型航天器技术国防重点学科实验室开放基金(HIT.KLOF.2009092)
中文摘要:

为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方法,受到导航卫星高度的限制,GPS信号无法较好地覆盖远地点。考虑到两种方法的特点,本文采用UKF滤波方法进行信息融合。当卫星进入近地点附近,主要通过GPS实现精确导航,同时通过信息融合修正估计方差阵,进而对天文导航估计进行修正。当卫星在远地点时,则主要采用天文导航方法。仿真结果表明,所提出的组合导航方法,能够弥补两种导航方法的不足,实现整个卫星在轨运行中自主、连续的导航信息输出,其导航精度较单纯的天文导航方法提高61.2%~82.7%。

英文摘要:

In order to realize autonomous and continuous navigation information outputs, an integrated navigation system based on celestial navigation and GPS navigation is proposed. Since the celestial navigation method based on star- earth angle observation is vitiated due to severely dynamics change around perigee, the navigation accuracy declines seriously. Moreover, the GPS navigation method with high estimate accuracy in the near-earth space can not cover the apogee due to the altitude limitation of GPS satellites. In this paper, both celestial and GPS navigation outputs are fused by the UKF filter. When the satelhte is near the perigee, the GPS navigation is introduced to achieve accurate navigation. At the same time, the estimate eovariance is revised through information fusion to improve the celestial navigation estimate. When the satellite is near the apogee, the celestial navigation method plays the major role in navigation process. Simulation results show that the proposed integrated navigation method can overcome the disadvantages of the two navigation methods, and achieve autonomous and continuous navigation information outputs during on-orbit operation. The navigation accuracy is improved by 61.2% - 82.7% compared with the only celestial navigation method.

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期刊信息
  • 《宇航学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国宇航学会
  • 主编:杜善义
  • 地址:北京市海淀区阜成路8号主楼306
  • 邮编:100048
  • 邮箱:yhxb@vip.163.com
  • 电话:010-68768614 68767316
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1328
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2053/V
  • 邮发代号:2-167
  • 获奖情况:
  • 2006、2011年百种中国杰出学术期刊,2007年中国科协精品科技期刊工程,2006-2008年中国科技期刊优秀学术论文奖,2011年《中国精品科技期刊》称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17670